Діючі технології отримання високоміцного чавуну вже застарілі. Регламентовані стандартом марки в багатьох випадках не задовольняють постійно зростаючі вимоги до створюваної нової техніки та обладнання. Для виробів з високоміцних чавунів марок ВЧ700-2 та ВЧ800-2 вирішується завдання збільшення в 2-4 рази пластичності, яке забезпечить підвищення циклічної довговічності та поліпшення оброблюваності різанням.

Перспективним напрямом підвищення якості високоміцного чавуну є створення процесу суміщеного модифікуюче-рафінуючого оброблення залізовуглецевих розплавів. В такому процесі як модифікатор використовується спеціальна феросиліцій-магній-кальцієва (FeSiMgCa) лігатура, при взаємодії якої з рідким чавуном на поверхні її частинок утворюються шлакові оболонки. Запропонована лігатура з кальцієм, в порівнянні з традиційними магнієвими лігатурами, дозволяє отримувати більш якісний високоміцний чавун за умови додаткового введення реагентів для переведення реакційного шлаку в рафінувальний. Застосування у складі лігатури кальцію підвищує ефективність процесів розкислення та десульфурації вихідного чавуну і зменшує переохолодження, зумовлене введенням в розплав магнію. Встановлено, що рафінувальний шлак, утворений на поверхні частинок під час їх плавлення,  виконує функцію адгезійного фільтру і, таким чином, запобігає переходу включень тугоплавких окислів та інших неметалевих включень із лігатури до чавуну.

Процес комплексного модифікування і рафінування був випробуваний на виробництві виливків колінчатих валів. Плавки проводили в індукційній печі. Шихта складалась із відходів листової сталі марки 08кп з масовою часткою сірки 0,022 %, порошкового графіту та феросиліцію ФС75. Використовували 2 варіанти модифікування в ковші. За першим варіантом, який існував на виробництві, використовували NiMgCe-лігатуру (15,5 % Mg; 0,5 % Се; решта Ni) і феросиліцій ФС75 в кількості, відповідно, 1,5 % і 1,0 % від маси металу в ковші. В другому варіанті використовували 1,5 % FeSiMgCa-лігатури (7,8 % Mg; 6,4 % Са; 52,2 % Si; решта Fe) і реагент, що знижував в’язкість реакційного шлаку, а для ідентичності хімічного складу в розплав вводили розрахункову кількість нікелю. В сирих піщано-глиняних формах відливали колінчаті вали масою 14,3 кг та довжиною 505 мм. Дослідження розподілу твердості на поздовжніх темплетах (розрізах) показало, що в високоміцному чавуні, отриманому за першим варіантом, твердість в різних місцях виливка змінюється в межах від 207 НВ на шийках до 302 НВ на щоках, тоді як у ідентичного високоміцного чавуну другого варіанту модифікування значення твердості знаходились в більш вузькому інтервалі (від 217 НВ до 269 НВ, відповідно). Хімічний склад, структуру и механічні властивості дослідних виливків представлено в табл. 1.

Таблиця 1 – Хімічний склад, структура та показники механічних властивостей високоміцного чавуну в дослідних виливках колінчатого валу (чисельник – в литому стані, знаменник – після нормалізації)

Таким чином, високоміцний чавун, отриманий модифікуванням FeSiMgCa-лігатурою, перевершує модифікований NiMgCe-лігатурою і феросиліцієм за показниками тимчасового опору під час розтягування, відносного видовження та ударної в’язкості. Використання процесу комплексного модифікуючого і рафінуючого оброблення розплаву забезпечило підвищення показників механічних властивостей термооброблених колінчатих валів з високоміцного чавуну – σ_В на 13,8 %; δ на 62 %; КС на 111 %.