ИЦМ Форум

Исследовательский центр Модификатор

Модифицирование сплавов: разработка, внедрение, технический аудит
Металловедение. Металлургия. Литейное производство

[ на главную ] [ литература ] [ вопрос-ответ ] [ экология ] [ персоны ] [ предприятия ] [ выставки ] [ контакты ]
    Конференция "Детали машиностроения из ЧВГ: свойства, технология, контроль" пройдёт в Набережных Челнах. Подробнее » ICQ 263-224-713    

Статьи/ Совершенствование технологии модифицирования чугунов с шаровидным графитом Mg-Ni-Fe лигатурой

Совершенствование технологии модифицирования чугунов с шаровидным графитом Mg-Ni-Fe лигатурой.
Панов А.Г. (ООО «ИЦМ»), Корниенко А.Э. (ООО «НЭК»), Корниенко А.Э. (ООО «ИЦМ»), Киселёв Д.В. (СПбГПУ)

Страницы: 1 | 2 |

К настоящему времени накоплен достаточно большой исследовательский материал и практический опыт по сфероидизирующему модифицированию чугунов [1,2]. Однако достаточно длительная практика применения литейщиками этой операции говорит о том, что ее эффективность при большом потенциале не всегда реализуется в полном объеме. Так, при изготовлении отливок из высокопрочного чугуна с шаровидным графитом марки ВЧ50 в одних производственных условиях по одной технологии, но при использовании разных партий модифицирующих лигатур одной и той же марки можно получать прочность литого чугуна с разницей на 40 % (σВ от 500 до 700 и более МПа). Поэтому в последнее время в технической литературе появился ряд публикаций, посвященных проблеме нестабильности и малой эффективности работы модификаторов [3,4].

В то же время параллельно с развитием представлений о модифицировании сплавов накапливалась информация, и развивались представления о наследственности в сплавах. Так, например, закономерности явления структурной наследственности (ЯСН) дали возможность автору [5] охарактеризовать ЯСН как природное свойство сплавов, обеспечивающее материальную взаимосвязь между структурными признаками в системе “шихта – расплав – литое изделие". Схема закладки, трансформации, передачи и проявления наследственности...

Совместный анализ рассматриваемых явлений – модифицирования и ЯСН – позволяет сделать вывод об особенной роли модифицирующих материалов в процессе формирования, трансформации и передачи наследственности сплавов. Как схематично показано на рисунке 1, эти материалы работают на стадии, когда уже произошла закладка основных наследственных свойств изготавливаемого (синтезируемого) сплава. При этом модифицирующие материалы в значительной степени изменяют, устраняют или усиливают элементы уже внесенного наследства. Поэтому, во-первых, их действие практически невозможно корректировать, поскольку оно носит ограниченный во времени характер, и иногда время действия эффекта модифицирования находится на пределе времени, предназначенного для разливки модифицированного металла. А во-вторых, так как модифицирующие лигатуры сами по себе являются литыми изделиями, они имеют свои унаследованные свойства, колебания значений которых может существенно влиять на результаты модифицирования и, в конечном итоге, на потребительские свойства отливок.

Учитывая изложенное выше, авторы исследовали возможность повышения стабильности результатов модифицирования, варьируя микросостав и микростроение литого модификатора Fe-Ni-Mg-RE одного базового состава.

Для этого изготовили центробежным способом 3 варианта отливок лигатуры из одного базового расплава, применяя различные режимы его обработки (Примечание 1: В настоящее время на способ обработки оформляется Патент РФ на изобретение) и кристаллизации:

  • вариант 1-1 – без обработки расплава слиток толщиной 3 см,
  • вариант 2-1 – с обработкой расплава слиток толщиной 3 см,
  • вариант 2-2 – с обработкой расплава слиток толщиной 0,3 см.

Химический состав базового расплава лигатуры представлен в таблице 1.

Химический состав базового расплава лигатуры Mg-Ni-Fe

Исследовали зависимость плотности внутреннего и внешнего приповерхностного объёма отливок толщиной 3 см и товарного дроблёного продукта всех вариантов лигатуры от варианта изготовления. Плотность измерялась методом гидростатического взвешивания:

  • механически обработанных образцов для исследования ударной вязкости – на 3-х отдельных образцах и затем усредняли,
  • дроблёных образцов – одновременно на навеске из не менее 10 кусочков лигатуры.

Результаты исследования плотности представлены в таблице 2. Анализ результатов показывает, что на плотность оказали влияние как способ кристаллизации, так и дополнительная обработка расплава (модифицирование) перед кристаллизацией. Наиболее плотной в товарном виде получается лигатура в виде слитка толщиной 0,3 см с предварительным модифицированием расплава, что очень важно для ковшевого способа модифицирования.

Плотность лигатуры Mg-Ni-Fe различных вариантов исполнения

Зависимость эффективности действия лигатур, изготовленных по разным вариантам, исследовали на опытной плавке синтетического чугуна в условиях литейного производства ООО «НЭК им. Корниенко). Для этого выплавили в индукционной печи ИСТ-0,4 синтетический чугун на шихте следующего состава: 330 кг стального лома Ст.20; 14 кг науглероживателя (электродного боя; 10,2 кг ферросилиция ФС75; 0,35 кг кремния кристаллического.

После расплавления всей шихты и определения химического состава расплава провели десульфурацию лигатурой ЖКМК методом колокольчика. Удалили шлак и перегрели расплав с открытым зеркалом металла до температуры 1500°С и выдержали в течение 20 минут для устранения возможного влияния на качество расплава лигатуры, использованной для десульфурации. После этого в течение ещё 20 минут охладили расплав до температуры разливки 1430°С и отобрали пробу на количественный химический анализ. Химический состав расплава до десульфурации и перед разливкой представлен в таблице 3.

Химический состав расплава чугуна - до десульфурации и перед разливкой

Предварительно перед проведением серии испытаний опытной лигатуры были залиты 40-кг ковшом 3 клина чугуном, модифицированным только ферросилицием ФС75. Дальнейшую разливку проводили с модифицированием опытными лигатурами с расходами 0,8%, 1,0%, 1,2% в сочетании с графитизирующей обработкой ФС75 в количестве 0,5%. С каждого ковша заливали по 10 клиньев для испытаний чугуна на растяжение и ударный изгиб. Разливку проводили быстро при температуре на выпуске 1400 – 1420°С с выдержкой металла в ковше перед разливкой в течение порядка 1 минуты.

Из полученных в ходе опытной плавки литых клиньев были изготовлены и испытаны образцы, результаты испытаний сведены в диаграммы, представленные на рисунке 2. Чугун, модифицированный только ферросилицием ФС75 без обработки сфероидизирующим модификатором, имел прочность σв=150 МПа при нулевом относительном удлинении... Продолжение статьи>>

Панов А.Г. (ООО «ИЦМ»), Корниенко Андрей Э. (ООО «НЭК»), Корниенко Аина Э. (ООО «ИЦМ»), Киселёв Д.В. (СПбГПУ). Совершенствование технологии модифицирования чугунов с шаровидным графитом Mg-Ni-Fe лигатурой. // М: Литейщик России, 2009, №3. - с. 27-30.

Ознакомиться с печатной версией статьи в формате DjVu; 115 КБ >>>
Вы также можете запросить статью в формате PDF по ICQ или электронной почте.
Внимание! К сожалению, во время вёрстки статьи в редакции журнала "Литейщик России" допущены следующие неточности: в список авторов не включён Киселёв Д.В. (СПбГПУ), а также перепутаны сноски в тексте.


Страницы: 1 | 2 |

Перейти к разделу "Статьи"



Получен патент на нирезист. Разработан состав нирезиста, позволяющий экономить никель до 30%. Подробнее >>>

[новости] | [книги] | [статьи] | [патенты] | [вопрос-ответ] | [экология] | [персоны] | [предприятия] | [справочник] | [ссылки] | [реклама] | [поиск] | [галерея] | [форум] | [контакты]

Rambler's Top100 Рейтинг@Mail.ru


Графит. ИЦМ

Алмаз. ИЦМ

Фуллерен. ИЦМ


Раздел "Статьи"

Наши контакты: mod2004@rambler.ru тел.: +7 917 270 30 43

Locations of visitors to this page 2007-2015 © "Исследовательский центр Модификатор" www.modificator.ru  
При использовании материалов сайта, активная ссылка на источник обязательна.