Использование модифицирующей лигатуры, содержащей нанодисперсные порошки активных элементов при получении высокопрочного чугуна с шаровидным графитом

Abstract

Научный и практический интерес представляет применение лигатур-модификаторов для вторичной обработки высокопрочного чугуна с целью стабилизации процесса сфероидизации графита и получения более высоких физико-механических свойств отливок. Особенностью технологии получения высокопрочных чугунов является их склонность к переохлаждению в процессе кристаллизации в литейной форме. Это приводит к образованию усадочных дефектов и структурно свободного цементита, особенно в тонкостенных сечениях готовых отливок. Для минимизации этих эффектов в практике литейного производства высокопрочных чугунов широко используется процесс вторичного модифицирования. В связи с этим актуальным является вопрос выбора присадок, оказывающих эффективное воздействие не только на процесс графитизации, но и на формирование металлической основы высокопрочного чугуна. Цель настоящей работы – исследование особенностей структурообразования в чугуне с шаровидным графитом при использовании в качестве вторичной обработки лигатуры-модификатора на основе олова с добавками наночастиц карбида титана, оксида иттрия и многослойных углеродных нанотрубок. В лабораторных условиях в индукционной тигельной печи ИСТ-006 с кислой футеровкой проведена плавка чугуна. Сфероидизирующая обработка жидкого металла производилась ковшевым методом за счет магнийсодержащей лигатуры ФСМг 7. Вторичная обработка высокопрочного чугуна осуществлялась добавкой лигатуры-модификатора в количестве 0,1% на дно разливочного ковша. Отливались образцы для анализа химического состава, микроструктуры, технологических и механических свойств полученного сплава. Исследования показали, что при вторичной обработке высокопрочного чугуна разработанным модификатором-лигатурой в структуре формируется перлитная металлическая основа за счет воздействия олова и шаровидный графит улучшенной формы под влиянием оксида иттрия, карбида титана и углеродных трубок. При этом снизилась склонность высокопрочного чугуна к образованию карбидов в литой структуре. По механическим свойствам полученный чугун соответствует марке ВЧ60.