SIMO

Gusseisenwerkstoffe, vorgesehen zum Einsatz bei höheren Temperaturen, müssen sowohl die notwendige Warmfestigkeit als auch hinreichende Beständigkeit gegen Verzunderung und Volumenänderung aufweisen. Für diesen Zweck wurde SiMo-Gusseisen (legierter ferritischer Sphäroguss) entwickelt, bei dem der Kohlenstoff hauptsächlich in Form von kugeligen Graphitpartikeln vorliegt, und der mit Silizium zur Ausbildung einer schützenden Oxidationsschicht und mit Molybdän, um die mechanischen Eigenschaften bei erhöhten Temperaturen zu verbessern, legiert wird.

Der Oxidationsangriff kann sowohl in Form der äußeren als auch der inneren Oxidation stattfinden. Die äußere Oxidation erfolgt flächenmässig, wobei es zu einer langsam weiterwachsenden Zunderschicht kommt. Bei der inneren Oxidation dringen oxidierende Gase an Fehlstellen und Mikrorissen in das Werkstückinnere ein und führen dort zu einem Oxidationsangriff. Aus dem Mechanismus der inneren Oxidation ergibt sich, dass Gusseisen mit Kugelgraphit im Vergleich zu dem mit Lamellengraphit wesentlich beständiger ist, da kein Endringen über Lamellen erfolgen kann.
Die Verbesserung der Oxidationsbeständigkeit durch Silizium beruht auf der Bildung einer siliziumoxidreichen Deckschicht, die den weiteren Oxidationsangriff hemmt und schließlich zum Stillstand bringt.

Das am besten geeignete Element zur Steigerung der Warmzugfestigkeit, der Warmstreckgrenze und vor allem der Zeitstandfestigkeit ist Molybdän in Gehalten von 0,5 bis 3% (in Sonderfällen auch mehr). Die Europäische Norm DIN EN 16124 klassifiziert insgesamt 9 niedriglegierte ferritische Gusseisensorten mit Kugelgraphit, die vorwiegend wegen ihrer Warmfestigkeit und Oxidationsbeständigkeit eingesetzt werden.

Temperaturführung am Motor eines Schiffsdiesel in der Abgasrückführung durch SiMo gelöst.
SiMo-Bauteil in der Abgasverteilung eines Schiffsdiesel für Schiffsantrieb.

DATENBLATT: SIMO

Anwendungsgebiete in einem Temperaturbereich bis 700 °C sind Gehäuse für Turbolader und Gasturbinen, Abgaskrümmer, aber auch Glaspressformen, Halterungen in Glühöfen oder Gesenke zur Warmumformung von Titanlegierungen und hochlegierten Stählen. Für höhere Einsatztemperaturen wurden die austenitischen Gusseisenqualitäten entwickelt, die den Einsatz in Temperaturbereichen bis zu 1000 °C (vgl. Ni-Resist) erlauben.