Остання редакція: 2017-07-11
Тези доповіді
Ввод кальция в FeSiMg лигатуры обеспечивает дополнительное рафинирование расплава чугуна от серы и кислорода, снижает химическую активность магния, выделение дыма и пироэффект, уменьшает количество магния необходимое для получения шаровидного графита. Кальций способствует графитизации, снижению склонности к образованию отбела, увеличению пластичности и долговечности изделий из высокопрочного чугуна.
Важнейшим фактором, определяющим эффективность и стабильность процесса модифицирования в технологиях высокопрочного чугуна, является содержание серы в расплаве. Низкое содержание (менее 0,015 % S) позволяет проводить эффективное модифицирование небольшим количеством лигатуры FeSiMg (ФСМг). В настоящее время в Украине низкосернистые шихтовые материалы практически отсутствуют и для получения высокопрочного чугуна применяют материалы с высоким содержанием серы (0,03…0,05 %). При модифицировании расплава с содержанием серы около 0,03 % для получения шаровидного графита необходимо повысить расход ферросилиций-магниевой лигатуры ФСМг7 до 2,5 %. При содержании серы более 0,035 % степень сфероидизации графита (ССГ) снижается ниже допустимого уровня (85 %). При таком же расходе (2,5 %) железо-кремний-магний-кальциевой лигатуры ЖКМК-4 при модифицировании расплава с 0,04 % S обеспечивается получение ССГ на уровне 90 %.
Проведено сравнительное исследование 3-х вариантов процесса получения высокопрочного чугуна модифицированием в ковше исходного расплава, содержащего 0,028-0,030 % S, лигатурами ФСМг7, ЖКМК-4 и ЖКМК-2 (табл. 1).
Таблица 1 – Химический состав лигатур
Марка лигатуры
Содержание элемента, % мас.
Mg
Ca
Si
Fe
ФСМг7
7,1
0,8
60,0
ост.
ЖКМК-4
7,8
7,3
56,8
ост.
ЖКМК-2
7,3
12,1
47,7
ост.
В то время как обе лигатуры ЖКМК обеспечивают высокую ССГ (более 90 %) уже при расходе 1,5 %, то для получения такого же результата требуется 2,5 % лигатуры ФСМг7, что свидетельствует о более низкой сфероидизирующей способности последней. При расходе 1,5 % ФСМг7 в структуре высокопрочного чугуна образуется примерно поровну шаровидный и вермикулярный графит.
Механические свойства модифицированных высокопрочных чугунов представлены в табл. 2.
Таблица 2 – Механические свойства высокопрочных чугунов
Марка лигатуры
Расход лигатуры, % от массы чугуна
1,5
2,0
2,5
σВ, МПа
δ, %
σВ, МПа
δ, %
σВ, МПа
δ, %
ФСМг7
412
2,2
584
4,9
643
6,4
ЖКМК-4
579
9,2
628
9,1
631
8,2
ЖКМК-2
613
9,3
623
8,9
638
8,3
На основе результатов исследований и производственного опыта для модифицирования исходного расплава с содержанием 0,025-0,035 % S рекомендуются лигатуры типа ЖКМК.