Високоміцний чавун з кулястим графітом є прогресивним литим конструкційним матеріалом, що має широкі можливості застосування у сучасних конструкціях та обладнанні. Внутрішньоформове модифікування забезпечує найбільш оптимальне для властивостей високоміцного чавуну структуроутворення. Воно дозволяє додатково підвищити ступінь графітизації і дисперсність структури за рахунок збільшення швидкості охолодження без утворення цементиту. Диспергування металевої основи забезпечує поліпшення таких механічних характеристик, як міцність, пластичність, ударна в’язкість.

Підвищення властивостей високоміцного чавуну і вдосконалення технології його виробництва – це, також, підвищення ефективності модифікаторів. Проведене термодинамічне дослідження рафінуючої здатності активних модифікуючих елементів свідчить, що кальцій є найбільш активним десульфуратором і розкислювачем, ніж Ba, Mg, Sr, РЗМ, через що покращується модифікуюча та рафінуюча здатність лігатури. Кальцій зменшує переохолодження, зумовлене введенням магнію, запобігає утворенню зернограничної крихкості, в результаті чого підвищується пластичність, втомна міцність, зменшується анізотропія механічних властивостей високоміцного чавуну у виливках. Тому, перспективним є використання магній-кальцієвої лігатури для модифікування при одержанні високоміцного чавуну.

Вивчали ефективність модифікування комплексної феросиліцій-магній-кальцієвої лігатури в ковші та ливарній формі при одержанні ступінчастої проби з товщиною стінки зразків від 2,5 мм до 10 мм.

Встановлено, що після ковшового модифікування ступінь сфероїдизації графіту в структурі зразків ступінчастої проби склав 80-85 %, кількість цементиту становила від 15 % до 40 %, а фериту – до 10 %.

При модифікуванні феросиліцій-магній-кальцієвою лігатурою FeSiMg2,5Ca2,5 ступінь сфероїдизації включень графіту в перерізі ступені товщиною 2,5 мм складає 95 %, а в інших ступенях – знижується до 90 %. При цьому кількість фериту становить 65 % для 2,5 мм перерізу і зменшується до 53 % при збільшенні товщини до 10 мм.

При модифікуванні FeSiMg7Ca7 у всіх перетинах спостерігається ступінь сфероїдизації графіту на рівні 95-97 %. Цей модифікатор також забезпечує найбільший (порівняно з попередніми варіантами оброблення) рівень інокуляції, визначений щільністю розподілу включень кулястого графіту на 1 мм² площі шліфа. При модифікуванні FeSiMg7Ca7 зі збільшенням товщини перетину кількість фериту в металевій основі закономірно зменшується з 95 % до 70 %.

Таким чином, запропоновано концепцію використання феросиліцій-магній-кальцієвих модифікаторів для графітизуючого модифікування у ливарній формі при одержанні високоміцного чавуну. За характером і ступенем впливу на формування первинної структури тонкостінних виливків лігатури FeSiMg2,5Ca2,5 і FeSiMg7Ca7 є аналогами FeSiBa, але значно перевищують його за екологічними показниками.