Nodularizzante FeSiMg (ferrosilicio di magnesio) — Lega di trattamento per ghisa sferoidale

Il nodularizzante FeSiMg — ferrosilicio portatore di magnesio — è la lega di trattamento che converte la ghisa con grafite lamellare (grigia) in ghisa sferoidale (ductile), uno dei materiali di ghisa strutturale più importanti dell’ingegneria moderna. La combinazione di alta resistenza, duttilità e colabilità della ghisa duttile è sbloccata facendo precipitare la grafite della matrice come noduli sferici anziché lamelle concentratorie di tensione, e l’elemento che lo consente è il magnesio. Poiché il magnesio metallico bolle alle temperature di colata del ferro e non può essere aggiunto direttamente, è fornito come FeSiMg — una lega in cui il magnesio è disciolto in un vettore di ferrosilicio che ne controlla il rilascio nel bagno. La qualità metalurgica del FeSiMg e la consistenza del suo recupero di magnesio determinano direttamente la nodularità, le proprietà meccaniche e lo scarto di ogni getto in ghisa duttile.

La meccanica del trattamento nodularizzante è esigente. Il FeSiMg è aggiunto al ferro base in panca (sandwich, coperchio-panca o tappo poroso) o direttamente in stampo (in-mold), e il magnesio liberato deve disciogliersi nel ferro nello stretto range residuo — tipicamente 0,03–0,06% di Mg residuo — che produce grafite ben nodularizzata. Sotto quel range la grafite degenera a compatta o lamellare e il getto perde duttilità; sopra, il vapore di magnesio lampeggia, si formano inclusioni di dross e i difetti si moltiplicano. Il nostro FeSiMg, con magnesio 5–10%, calcio e tenore opzionale di terre rare, è formulato per fornire recupero di Mg 40–60% in condizioni standard.

I gradi FeSiMg con terre rare servono a un secondo scopo: protezione contro elementi sovversivi. Le cariche — specialmente con acciaio riciclato o rottame contaminato — portano spesso tracce di titanio, piombo, bismuto e antimonio che interferiscono con la nodularità anche a livelli di ppm. Le terre rare (cerio, lantanio) neutralizzano questi elementi in traccia, assicurando alta nodularità anche quando la carica non è perfettamente pulita.

La consistenza del recupero di Mg è il parametro di qualità più importante, perché determina direttamente il tasso di scarto. Due lotti di FeSiMg con lo stesso tenore nominale di Mg possono produrre risultati di Mg residuo molto diversi se pezzatura, tenore di calcio o struttura interna differiscono. Il nostro FeSiMg è classificato in pezzature controllate (3–25 mm) adatte a ciascun metodo, con calcio (1–3%) per stabilizzare la reazione e magnesio certificato per lotto.

La seconda sfida cronica è il fade del magnesio — la perdita graduale di Mg residuo tra trattamento e colata. Nei getti a grossa sezione colati a lungo, le colate tarde possono cadere sotto la soglia. Un FeSiMg consistente e ben pezzato, combinato con inoculazione di ferrosilicio e calcio-silicio e pratica di carica con carburo di silicio, mantiene la nodularità sopra l’85% per tutta la colata. Per gli acquisti, l’approvvigionamento di FeSiMg si riduce a tre domande: il tenore di Mg è certificato e consistente da lotto a lotto? La pezzatura corrisponde al metodo? La fornitura è affidabile? Una relazione di lungo termine con chimica e pezzatura consistenti è uno dei mezzi più efficaci per stabilizzare la nodularità e contenere il costo di scarto che domina l’economia della ghisa duttile.