Процессы модифицирования чугуна магнием

Ни одна из существующих теорий образования шаровидного графита в магниевом чугуне не может объяснить всех явлений, которые наблюдаются на практике. Предложенная авторами гипотеза, основанная на конденсации мелких пузырьков магния при охлаждении жидкого чугуна, объясняет не только форму включений шар...

Ausführliche Beschreibung

Gespeichert in:

Bibliographische Detailangaben
Datum:	2017
Hauptverfasser:	Могилевцев, О.А., Стороженко, С.А., Златоустов, А.В.
Format:	Artikel
Sprache:	Russian
Veröffentlicht:	Фізико-технологічний інститут металів та сплавів НАН України 2017
Schriftenreihe:	Металл и литье Украины
Online Zugang:	https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/163242
Tags:	Tag hinzufügen Keine Tags, Fügen Sie den ersten Tag hinzu!
Назва журналу:	Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
Zitieren:	Процессы модифицирования чугуна магнием / О.А. Могилевцев, С.А. Стороженко, А.В. Златоустов // Металл и литье Украины. — 2017. — № 11-12 (294-295). — С. 8-13. — Бібліогр.: 18 назв. — рос.

Institution

Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine

id	nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-163242
record_format	dspace
spelling	nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-1632422025-02-09T23:07:38Z Процессы модифицирования чугуна магнием Процеси модифікування чавуну магнієм Processes of modifying of cast-iron by magnesium Могилевцев, О.А. Стороженко, С.А. Златоустов, А.В. Ни одна из существующих теорий образования шаровидного графита в магниевом чугуне не может объяснить всех явлений, которые наблюдаются на практике. Предложенная авторами гипотеза, основанная на конденсации мелких пузырьков магния при охлаждении жидкого чугуна, объясняет не только форму включений шаровидного графита, но и другие факты, например, отсутствие эффекта модифицирования, если при введении магния пузырьки не образуются. Жодна з існуючих теорій утворення кулястого графіту в магнієвому чавуні не може повністю пояснити всіх явищ, які спостерігаються на практиці. Запропонована авторами гіпотеза, заснована на конденсації дрібних бульбашок магнію при охолодженні рідкого чавуну, пояснює не тільки форму включень кулястого графіту, а й інші факти, наприклад, відсутність ефекту модифікування, якщо при введенні магнію бульбашки не утворюються. None of the existing theories of the formation of spheroidal graphite in magnesium cast-iron can fully explain all phenomena that are observed in practice. The hypothesis proposed by the authors based on the condensation of small bubbles of magnesium at cooling of liquid cast-iron explains not only the form of inclusions of spheroidal graphite, but also other facts, for example, the absence of modifying effect, if bubbles are not formed during the introduction of magnesium. 2017 Article Процессы модифицирования чугуна магнием / О.А. Могилевцев, С.А. Стороженко, А.В. Златоустов // Металл и литье Украины. — 2017. — № 11-12 (294-295). — С. 8-13. — Бібліогр.: 18 назв. — рос. 2077-1304 https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/163242 621.74.04:669.131.7 ru Металл и литье Украины application/pdf Фізико-технологічний інститут металів та сплавів НАН України
institution	Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
collection	DSpace DC
language	Russian
description	Ни одна из существующих теорий образования шаровидного графита в магниевом чугуне не может объяснить всех явлений, которые наблюдаются на практике. Предложенная авторами гипотеза, основанная на конденсации мелких пузырьков магния при охлаждении жидкого чугуна, объясняет не только форму включений шаровидного графита, но и другие факты, например, отсутствие эффекта модифицирования, если при введении магния пузырьки не образуются.
format	Article
author	Могилевцев, О.А. Стороженко, С.А. Златоустов, А.В.
spellingShingle	Могилевцев, О.А. Стороженко, С.А. Златоустов, А.В. Процессы модифицирования чугуна магнием Металл и литье Украины
author_facet	Могилевцев, О.А. Стороженко, С.А. Златоустов, А.В.
author_sort	Могилевцев, О.А.
title	Процессы модифицирования чугуна магнием
title_short	Процессы модифицирования чугуна магнием
title_full	Процессы модифицирования чугуна магнием
title_fullStr	Процессы модифицирования чугуна магнием
title_full_unstemmed	Процессы модифицирования чугуна магнием
title_sort	процессы модифицирования чугуна магнием
publisher	Фізико-технологічний інститут металів та сплавів НАН України
publishDate	2017
url	https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/163242
citation_txt	Процессы модифицирования чугуна магнием / О.А. Могилевцев, С.А. Стороженко, А.В. Златоустов // Металл и литье Украины. — 2017. — № 11-12 (294-295). — С. 8-13. — Бібліогр.: 18 назв. — рос.
series	Металл и литье Украины
work_keys_str_mv	AT mogilevcevoa processymodificirovaniâčugunamagniem AT storoženkosa processymodificirovaniâčugunamagniem AT zlatoustovav processymodificirovaniâčugunamagniem AT mogilevcevoa procesimodifíkuvannâčavunumagníêm AT storoženkosa procesimodifíkuvannâčavunumagníêm AT zlatoustovav procesimodifíkuvannâčavunumagníêm AT mogilevcevoa processesofmodifyingofcastironbymagnesium AT storoženkosa processesofmodifyingofcastironbymagnesium AT zlatoustovav processesofmodifyingofcastironbymagnesium
first_indexed	2025-12-01T14:55:24Z
last_indexed	2025-12-01T14:55:24Z
_version_	1850318183663140864
fulltext	8 ISSN 2077-1304. МЕТАЛЛ И ЛИТЬЕ УКРАИНЫ. 2017. № 11-12 (294-295) Кроме того, магний значительно легче жидкого чугу- на и может плавать на его поверхности. Поэтому по- пытка ввести в чугун чистый металлический магний приводит к взрывообразному его вскипанию и сгора- нию образующихся паров на воздухе ослепительно белым пламенем (пироэффект), что часто сопрово- ждается выбросом жидкого металла из ковша. Тем не менее, такой способ ввода применялся на практи- ке. Например, на Днепропетровском чугуновальцеде- лательном заводе (ДЧВЗ, ныне ДЗПВ) на протяжении многих лет получали ЧШГ именно таким способом. Часть жидкого чугуна отливали в другой ковш, а в ос- новной 35-тонный ковш с помощью мостового крана опускали на штанге перфорированный стальной кон- тейнер с чушковым магнием. Реакция была весьма бурной, ночью облака над заводом ярко светились отраженным светом, но усвоение магния было не- плохим – до 40 и даже 50 %. Потом отлитый металл возвращали в основной ковш. Литейщики разработали несколько способов бо- лее спокойного ввода магния в жидкий чугун. Один из способов основан на том, что температу- ра кипения магния (как и любой другой жидкости) по- вышается с увеличением давления. Напомним, что кипение жидкости происходит, если давление насы- щенных паров больше внешнего давления. Зависи- мость давления (мм рт. ст.) насыщенного пара магния от температуры описывается уравнением [2]: Если давление выразить в паскалях, получим: По другим данным [3] (после перехода к паскалям): В ведение. Механические и специальные свойства чугуна в решающей степени зависят от состоя- ния углерода. При кристаллизации по стабиль- ной системе форма графитных включений может быть весьма разнообразной. Ее принято называть пластинчатой, междендритной, гнездообразной, вер- микулярной, компактной, шаровидной. Большинство исследователей считает, что образованию шаровид- ного графита (ШГ) способствует ввод в чугун таких элементов, как магний, церий, других редкоземель- ных металлов (РЗМ), иттрий, кальций, натрий и дру- гие. Однако с этим утверждением трудно согласить- ся. Шаровидные включения, получаемые при вводе разных элементов, мало похожи друг на друга. Впол- не возможно, что и механизм их образования разный. Практика показала, что только при обработке чугуна магнием можно получить графитные включения пра- вильной шаровидной формы. При обработке РЗМ кальцием и некоторыми другими элементами полу- чается графит той или иной степени компактности, но не шаровидный. Цель работы – анализ процессов образования ШГ в магниевом чугуне. Результаты и их обсуждение. Способ обработки чугуна магнием был предложен в 1949 году А. Гагне- биным, К. Милисом и Н. Пилингом [1]. Благодаря исключительному сочетанию меха- нических, литейных свойств, простоте технологии получения, низкой стоимости чугун с шаровидным графитом (ЧШГ) стал в настоящее время основным промышленным сплавом в мировом литейным про- изводстве. Для получения ШГ необходимо, чтобы чугун со- держал, по разным данным, 0,03–0,1 % «остаточно- го» магния. В каком состоянии этот магний находит- ся, точно неизвестно, по этому поводу существуют разные мнения. В частности, установлено, что рас- творимость магния в железе невелика. Ввести магний в жидкий чугун непросто. Это связа- но с низкой температурой кипения магния (1107 °С). УДК 621.74.04:669.131.7 О. А. Могилевцев, канд. техн. наук, доцент С. А. Стороженко, канд. техн. наук, доцент, e-mail: storog69@ukr.net А. В. Златоустов, магистр Днепровский государственный технический университет, Каменское Процессы модифицирования чугуна магнием Ни одна из существующих теорий образования шаровидного графита в магниевом чугуне не может объяснить всех явлений, которые наблюдаются на практике. Предложенная авторами гипотеза, основанная на конденсации мелких пузырьков магния при охлаждении жидкого чугуна, объясняет не только форму включений шаровидного графита, но и другие факты, например, отсутствие эффекта модифицирования, если при введении магния пузырьки не образуются. Ключевые слова: магниевый чугун, пузырьки, конденсация паров магния, модифицирование, сфероидизация графита, давление, температура. 1 Mg 7550 1,41 12,79−= − ⋅ − ⋅ +lgP T lgT . 1 Mg 7550 1,41 14,91−= − ⋅ − ⋅ +lgP T lgT . . (1) (2) 1 4 Mg 43,537 18062 5,867 10 2,728− −= − ⋅ + ⋅ − ⋅lnP T T lnT 1 4 Mg 43,537 18062 5,867 10 2,728− −= − ⋅ + ⋅ − ⋅lnP T T lnT 9ISSN 2077-1304. МЕТАЛЛ И ЛИТЬЕ УКРАИНЫ. 2017. № 11-12 (294-295) Третий способ заключается в постепенном дози- рованном вводе дробленого (фрезерованного или гранулированного) магния путем вдувания в струе га- за. Вдувание широко используется с целью глубокой внепечной десульфурации доменного передельного чугуна. Происходящие при этом процессы рассмо- трены в работе [4]. Постепенный регулируемый ввод магния осу- ществляется также при помощи трайб-аппарата в виде порошковой проволоки. Недостатком указанных способов является слож- ность оборудования и необходимость соответствую- щей подготовки магния. Перспективным является модифицирование чугу- на в литейной форме. В форме устраивают камеру, в которую помещают дробленую лигатуру или смесь порошкового магния и ферросилиция. При заливке чугун проходит через эту камеру, насыщается магни- ем и затем очищается, проходя через центробежный шлакоуловитель. Пироэффект и дымовыделение полностью отсутствуют, усвоение магния приближа- ется к 100 %. Однако и этот способ не свободен от существенных недостатков: нужно применять чугун с низким содержанием серы, камера занимает в фор- ме значительное место, модификатор необходимо дробить и дозировать, и главное – необходимо от- рабатывать технологию для каждой формы отдельно и контролировать качество каждой отливки. Тем не менее, модифицирование в форме применяется на практике. Следует подчеркнуть, что при любом способе вво- да магния для достижения положительного результа- та необходимо образование пузырей магния в чугу- не. Показано [5], что без пузырей не происходит даже десульфурация чугуна. Начиная со времени получения ЧШГ, было выдви- нуто несколько гипотез о механизме его образова- ния, однако ни одна из них не в состоянии объяснить всех явлений, наблюдаемых на практике. Рассмотрим основные теории (точнее, гипотезы), выдвинутые для объяснения шаровидной формы включений графита в магниевом чугуне. Большое значение исследователи придают мор- фологии ШГ. Так, К. П. Бунин и его сотрудники [6] в 1955 году предположили, что пространственная форма ШГ представляет собой многогранник, фор- ма которого навязана окружающими зернами аусте- нита. П. И. Степин [7], напротив, утверждал (в 1958 году), что включение ШГ является «шишкообразным образованием со сложной мозаичной поверхностью из полусферических элементов». Что касается вну- треннего строения включения ШГ, то в настоящее время преобладает мнение, что оно состоит из пира- мидальных или секторных блоков, причем базисные плоскости перпендикулярны радиусам сферы. Хронологически первой была, по-видимому, гипо- теза Б. С. Мильмана [8]. Он полагал, что при кристал- лизации магниевого чугуна образуется метастабиль- ная структура. Уже в твердом состоянии цементит быстро разлагается, в результате чего образуется графит, форма которого аналогична углероду отжи- га в ковком чугуне. Основным возражением можно Результаты расчета по формулам (1) и (2) практи- чески одинаковы. Соответствующая кривая показана на рис. 1. Как видно, при давлении около 0,7 МПа темпера- тура кипения магния поднимается до температуры жидкого чугуна (1400 °С). При вводе магния таким способом ковш с чугуном помещают в специальную камеру-автоклав. В ней создается давление, при котором температура ки- пения магния близка к температуре чугуна в ковше. Давление создают либо отдельным компрессором, либо парами магния, образующимися при его кипе- нии. При повышенном давлении магний вводят в чу- гун в контейнере на штанге. Было установлено, что при отсутствии выделения пузырей газообразного магния (когда давление в ав- токлаве слишком высокое, и температура кипения магния выше температуры чугуна) усвоение магния чугуном не происходит. Попытка применения специ- альной мешалки ничего не дала. На практике в про- цессе ввода магния давление в автоклаве понемногу стравливают, поддерживая барботаж. При этом усво- ение магния высокое – до 80 % и более. Другой вариант ввода магния, основанный на том же принципе, – применение специального герметизи- рованного ковша конструкции ЦНИИТМАШ. Давление в ковше создается парами магния. Для поддержания постоянного барботажа в крышку ковша вставляют пористый литейный стержень, который постепенно пропускает пары магния, снижая давление в ковше. Оба указанных варианта успешно и достаточно широко применялись на практике. Другой способ спокойного ввода магния в чу- гун – ввод его в виде лигатуры, то есть сплава, со- держащего 5–15 % Mg. На практике нашли широкое применение лигатуры Ni – Mg; Cu – Mg; Si – Mg и некоторые другие, более сложного состава. Преиму- щество первых двух состоит в том, что они тяжелее чугуна и не требуют специальных мер для удержания их в жидком металле. Их недостаток – дороговизна и дефицитность. При вводе в чугун магниевых лигатур всегда имеет место умеренный барботаж. Недостат- ком способа является необходимость предваритель- ного приготовления лигатуры. Такой способ получе- ния ЧШГ распространен на практике. 0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1 1,1 1,2 1000 1100 1200 1300 1400 1500 Температура кипения Mg, град. С Рисунок 1 - Зависимость температуры кипения Mg от давления Да вл ен ие , М П а Зависимость температуры кипения Mg от давленияРис. 1. °C 10 ISSN 2077-1304. МЕТАЛЛ И ЛИТЬЕ УКРАИНЫ. 2017. № 11-12 (294-295) считать то, что морфология ШГ коренным образом отличается от углерода отжига. По информации А. А. Горшкова [1], А. Де-Си вы- двинул гипотезу, что зародышами ШГ являются ми- кроскопические включения MgO. Однако под дав- лением многочисленных фактов сам автор вскоре отказался от этой гипотезы. Многие исследователи придерживаются адсорб- ционной теории образования ШГ: Н. Г. Гиршович [9], К. П. Бунин, Ю. Н. Таран [6], Д. П. Иванов и другие. Одни считают, что атомы (или ионы) магния ад- сорбируются на призменных гранях кристаллов гра- фита и блокируют их, замедляя рост, другие – что магний связывает серу, адсорбированную на ба- зисных гранях и тормозящую рост. Третьи полага- ют, что все дело в скорости самодиффузии атомов железа (Бунин, Таран). Во всех вариантах образова- ние ШГ объясняют выравниванием скорости роста графитного кристалла в направлениях, параллель- ном и перпендикулярном базисной плоскости. Легко видеть, что при этом образовался бы не шаровидный кристалл, а параллелепипед или «таблетка» графи- та. В то же время, хорошо известно, что в ШГ базис- ные плоскости имеют форму сферы и расположены перпендикулярно ее радиусам. Одного этого факта достаточно, чтобы отвергнуть адсорбционные гипо- тезы в предложенной их авторами форме. Позднее Ю. Н. Таран предложил гипотезу, что ШГ образуется в результате расщепления растущих пла- стинчатых включений. Этой же точки зрения придер- живаются авторы работы [10] и некоторые другие. Однако эта гипотеза не имеет достаточного экспе- риментального подтверждения. Действительно, при таком расщеплении должно образоваться не сфери- ческое, а, скорее, цилиндрическое включение (вер- микулярный графит?). Л. П. Горушкина [11] полагает, что благодаря вли- янию поверхностного натяжения графит, не смачива- емый чугуном, будет скапливаться в виде сфериче- ских образований вследствие коалесценции (слипа- ния) отдельных «дозародышей». Непонятно только, какую роль здесь играет магний. О. В. Соценко [12] предложил подобный коагуля- ционно-агрегативный механизм образования ШГ. Некоторые авторы, например, А. А. Жуков [13, 14], А. П. Любченко [15], пытаясь объяснить сфероидиза- цию графита, развивают сложные теории, привлекая даже представления квантовой механики. Один из авторов настоящей статьи предложил ги- потезу [16, 17], основанную на конденсации пузырь- ков магния при снижении температуры жидкого чугу- на. Основные ее положения состоят в следующем. Давление в пузырьке радиуса r, расположенном в чугуне на глубине Н, складывается из трех состав- ляющих: атмосферного, ферростатического и капил- лярного давлений: где rч – плотность жидкого чугуна; s – поверхностное натяжение. На рис. 2 показана зависимость давления от ра- диуса пузырька на глубине 0,5 м. При вводе магния могут образоваться только та- кие пузырьки, радиус которых обеспечивает суммар- ное давление не более того, которое соответствует температуре кипения магния, равной температуре чугуна. Пузырьки меньшего размера не образуются. По мере снижения температуры чугуна и расхода маг- ния на химические реакции размер пузырьков умень- шается, давление в них растет, температура кипения повышается. Когда она станет больше температуры чугуна, магний в пузырьках будет конденсироваться, переходя из газообразного состояния в жидкое. Пу- зырьки превратятся в капли жидкого магния. Известно, что углерод в чугуне является поверх- ностно активным, поэтому он будет адсорбировать- ся на поверхности пузырьков любого радиуса. При конденсации (коллапсе) пузырька его поверхность уменьшается в сотни раз, соответственно увеличива- ется толщина адсорбированного слоя (при сохране- нии его объема). Внутри слоя происходит перестрой- ка атомов углерода. При этом могут образоваться самые разнообразные кристаллические структуры. Как показано в работе [18], различие в свободной энергии различных кристаллических форм углеро- да невелико, поэтому образуется смесь из графита, фуллеренов, графена и других форм. Этим можно объяснить различные конфигурации включений ШГ (многогранные, шишковидные и др.). Важно, что в целом включение сохраняет сферическую форму и может служить зародышем ШГ. В статье [16] было показано, что в образовании зародышей шаровидного графита могут принимать участие пузырьки магния радиусом от 4 до 50 мкм. Их коллапс будет происходить в процессе охлажде- ния чугуна от 1400 до 1150 °С. Вначале сконденсиру- ются более мелкие пузырьки, затем – более крупные (рис. 3). Расчет показывает, что при конденсации пузырька радиуса 4 мкм образуется капля радиуса 0,35 мкм, а пузырька 50 мкм – капля радиуса 2,6 мкм. Стоит проверить, могут ли такие капли служить зародышами ШГ (пренебрегая толщиной слоя угле- рода на поверхности капли). Минимальное переох- лаждение расплава, необходимое для роста зароды- ша радиуса r, равно [9]: àò ÷ 2 = + ⋅ ⋅ + σρP P g H r (3),ат ч 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0 20 40 60 80 Радиус пузырька, мкм Рисунок 2. Зависимость давления газа в пузырьке от его радиуса Да вл ен ие , М П а Зависимость давления газа в пузырьке от его ра- диуса Рис. 2. 11ISSN 2077-1304. МЕТАЛЛ И ЛИТЬЕ УКРАИНЫ. 2017. № 11-12 (294-295) 1. Горшков А. А., Волощенко М. В., Дубров В. В., Крамаренко О. Ю. Справочник по изготовлению отливок из высокопроч- ного чугуна. – М.-К.: Машгиз, 1961. – 300 с. 2. Стефанюк С. Л. Металлургия магния и других легких металлов: учебник для техникумов. – М.: Металлургия, 1985. – 200 с. 3. Химическая энциклопедия: В 5 т.: т. 2 / Под ред. И. Л. Кнунянца – М.: Сов. энцикл., 1990. – 671 с. 4. Могилевцев О. А., Стороженко С. А., Стороженко Т. И. Химические процессы при модифицировании чугуна вдува- нием магния // Металл и литье Украины – 2016. – № 8-10. – С. 9–13. 5. Чубін К. І. Розвиток теорії та удосконалення технології десульфурації чавуну вдуванням диспергованого магнію: авто- реф. дис. … канд. техн. наук / К. І. Чубін [Дніпродзержинський державний технічний університет]. – Дніпродзержинськ, 2008. – 40 с. 6. Бунин К. П., Таран-Жовнир Ю. Н., Черновол А. В. Чугун с шаровидным графитом. – К.: АН УССР, 1955. – 97 с. 7. Степин П. И. Исследование первичных структурных образований в чугуне // Литейное производство. – 1952. – № 5. – С. 13–19. 8. Мильман Б. С. Сверхпрочный чугун со сфероидальным графитом в литой структуре // Вестник машиностроения. – 1949. – № 12. – С. 30–42. 9. Гиршович Н. Г. Кристаллизация и свойства чугуна в отливках. – М.-Л.: Машиностроение, 1966. – 564 с. 10. Вертман А. А., Самарин А. М. Свойства расплавов железа. – М.: Наука, 1969. – 280 с. 11. Горушкина Л. П. Структура и свойства магниевого чугуна. – Харьков: Вища школа, 1980. – 160 с. 12. Соценко О. В. Агрегативный механизм формирования графита в ЧШГ. – М.: Изв. ВУЗов. Черная металлургия. – 1990. – № 8. – С. 71–74. 13. Жуков А. А., Снежной Р. Л., Давыдов С. В. Об образовании компактного графита в чугуне // МиТОМ. – 1981. – № 9. – С. 21–25. 14. Жуков А. А. Фуллерены и сфероидизация графита в сплавах железа // МиТОМ. – 2000. – № 7. – С. 3–6. ЛИТЕРАТУРА 1100 1150 1200 1250 1300 1350 1400 1450 0 10 20 30 40 50 Радиус пузырька, мкм Рисунок 3. Зависимость температуры конденсации газообразного магния от радиуса пузырька Те м пе ра ту ра к ол ла пс а, гр ад . С Зависимость температуры конденсации газообраз- ного магния от радиуса пузырька Рис. 3. °C где Ткр – температура кристаллизации металла; L – теплота кристаллизации; r – плотность жидкого ме- талла. Принимая [9] Ткр = 1150 °C; L = 250 кДж/кг; r = 7000 кг/м3, находим для капли радиуса 0,35 мкм DT = 5,1 K, ра- диуса 2,62 мкм DT = 0,68 K, что не противоречит ре- альности. В статье [16] показано, что расход магния, необходимый для образования зародышей ШГ, не- значителен. На основе предлагаемой гипотезы можно объ- яснить не только форму включений ШГ, но и другие факты, имеющие место на практике, например, отсутствие модифицирующего эффекта, если при вводе магния пузыри не образуются. Далее, в цен- тре включений ШГ наблюдается резко повышенное содержание магния, тогда как в самом графите маг- ния практически нет [10]. В этой же центральной зоне при соответствующем увеличении часто видно «светлое пятно» [9]. По-видимому, это и есть капля магния, образовавшаяся при конденсации пузырь- ка. Если магниевый чугун затвердевает по метаста- бильной системе, субмикроскопические зародыши на основе сконденсированных капель магния до- растают при термообработке. При затвердевании белого магниевого чугуна всегда наблюдается не- которое количество мелких шаровидных включений графита. Влияние демодификаторов и ремодификаторов подробно рассмотрено в литературе. Труднее объяснить явление «перемодифициро- вания», когда при сверхоптимальном содержании магния в чугуне форма ШГ «портится». К сожалению, морфология таких «перемодифицированных» вклю- чений недостаточно изучена. Выводы Существующие теории образования ШГ не объ- ясняют всех фактов, имеющих место на практике. Наиболее обоснованной представляется гипотеза, основанная на конденсации магниевых пузырьков при снижении температуры жидкого чугуна. êð2 ⋅ = σ ∆ ρ T T L r , (4)кр 12 ISSN 2077-1304. МЕТАЛЛ И ЛИТЬЕ УКРАИНЫ. 2017. № 11-12 (294-295) 1. Gorshkov A. A., Voloshchenko M. V., Dubrov V. V., Kramarenko O. Yu. (1961). Spravochnik po izgotovleniiu otlivok iz vysokoprochnogo chuguna [Handbook on the manufacture of castings from high-strength cast iron]. Moscow-Kiev: Mashgiz, 300 p. [in Russian]. 2. Stefaniuk S. L. (1985). Metallurgiia magniia i drugikh legkikh metallov: uchebnik dlia tekhnikumov [Metallurgy of magnesium and other light metals: textbook for technical schools]. Moscow: Metallurgiia, 200 p. [in Russian]. 3. Knuniants I. L. (Ed.) (1990). Khimicheskaia entsiklopediia: V 5 t.: t. 2 [Chemical encyclopedia: In 5 volumes; vol. 2]. Moscow: Sov. entsikl., 671 p. [in Russian]. 4. Mogilevtsev O. A., Storozhenko S. A., Storozhenko T. I. (2016). Khimicheskie protsessy pri modifitsirovanii chuguna vduvaniem magniia [Chemical processes when modifying cast iron by injection of magnesium]. Metall i lit’e Ukrainy, no. 8-10, pp. 9–13 [in Russian]. 5. Chubin K. I. (2008). Rozvytok teorіi ta udoskonalennia tekhnologіi desul’furatsіi chavunu vduvanniam dispergovanogo magnіiu: avtoref. dis. … kand. tekhn. nauk [Development of the theory and technology of pig iron desulphurisation by injecting dispersed magnesium]. Extended abstract of candidate’s thesis. Dneprodzerzhinsk, 40 p. [in Ukrainian]. 6. Bunin K. P., Taran-Zhovnir Yu. N., Chernovol A. V. (1955). Chugun s sharovidnym grafitom [Cast iron with globular graphite]. Kiev: AN USSR, 97 p. [in Russian]. 7. Stepin P. I. (1952). Issledovanie pervichnykh strukturnykh obrazovanii v chugune [Investigation of primary structural formations in cast iron]. Liteinoe proizvodstvo, no. 5, pp. 13–19 [in Russian]. 8. Mil’man B. S. (1949). Sverhprochnyi chugun so sferoidal’nym grafitom v litoi strukture [Heavy cast iron with spheroidal graphite in cast structure]. Vestnik mashinostroeniia, no. 12, pp. 30–42 [in Russian]. 9. Girshovich N. G. (1966). Kristallizatsiia i svoistva chuguna v otlivkah [Crystallization and properties of cast iron in castings]. Moscow-Leningrad: Mashinostroenie, 564 p. [in Russian]. 10. Vertman A. A., Samarin A. M. (1969). Svoistva rasplavov zheleza [Properties of iron melts]. Moscow: Nauka, 280 p. [in Russian]. 11. Gorushkina L. P. (1980). Struktura i svoistva magnievogo chuguna [Structure and properties of magnesium cast iron]. Kharkov: Vyshcha shkola, 160 p. [in Russian]. 12. Sotsenko O. V. (1990). Agregativnyi mekhanizm formirovaniia grafita v CHSHG [Aggregative mechanism of graphite formation in the nodular cast iron]. Izv.VUZov. Chernaia metallurgiia, no. 8, pp. 71–74 [in Russian]. 13. Zhukov A. A., Snezhnoi R. L., Davydov S. V. (1981). Ob obrazovanii kompaktnogo grafita v chugune [On the formation of compact graphite in cast iron]. MiTOM, no. 9, pp. 21–25 [in Russian]. 14. Zhukov A. A. (2000). Fullereny i sferoidizatsiia grafita v splavakh zheleza [Fullerenes and spheroidization of graphite in iron alloys]. MiTOM, no. 7, pp. 3–6 [in Russian]. 15. Liubchenko A. P. (1982). Vysokoprochnye chuguny [High-strength cast irons]. Moscow: Metallurgiia, 120 p. [in Russian]. 16. Mogilevtsev O. A. (1998). O mekhanizme obrazovaniia sharovidnogo grafita v chugune [On the mechanism of the formation of globular graphite in cast iron]. Sbornik nauchnykh trudov DGTU, seriia Metallurgiia, Dneprodzerzhinsk: DGTU, pp. 21–24 [in Russian]. 17. Mogilevtsev O. A. (1999). Rol’ puzyrei modifikatora v obrazovanii zarodyshei sharovidnogo grafita v chugune [The role of modifier bubbles in the formation of nucleating graphite agent in cast iron]. Teoriia i praktika metallurgii, no. 4, pp. 31–33 [in Russian]. 18. Zaulichnyi Ya. V., Petrovskaia S. S., Gaivoronskaia E. A., Solonin Yu. M. (2012). Uglerodnye nanomaterialy: elektronnoe stroenie i protsessy strukturoobrazovaniia [Carbon nanomaterials: electronic structure and processes of structure formation]. Kiev: Naukova dumka, 277 p. [in Russian]. REFERENCES 15. Любченко А. П. Высокопрочные чугуны. – М.: Металлургия, 1982. – 120 с. 16. Могилевцев О. А. О механизме образования шаровидного графита в чугуне // Сборник научных трудов ДГТУ, серия Металлургия. – Днепродзержинск: ДГТУ, 1998. – С. 21–24. 17. Могилевцев О. А. Роль пузырей модификатора в образовании зародышей шаровидного графита в чугуне // Теория и практика металлургии. – 1999. – № 4. – С. 31–33. 18. Зауличный Я. В., Петровская С. С., Гайворонская Е. А., Солонин Ю. М. Углеродные наноматериалы: электронное строение и процессы структурообразования. – К.: Наукова думка, 2012. – 277 с. 13ISSN 2077-1304. МЕТАЛЛ И ЛИТЬЕ УКРАИНЫ. 2017. № 11-12 (294-295) Жодна з існуючих теорій утворення кулястого графіту в магнієвому чавуні не може повністю пояснити всіх явищ, які спостерігаються на практиці. Запропонована авторами гіпотеза, заснована на конденсації дрібних бульбашок магнію при охолодженні рідкого чавуну, пояснює не тільки форму включень кулястого графіту, а й інші факти, наприклад, відсутність ефекту модифікування, якщо при введенні магнію бульбашки не утворюються. Могілевцев О. О., Стороженко С. А., Златоустов А. В. Процеси модифікування чавуну магніємАнотація Ключові слова Магнієвий чавун, бульбашки, конденсація парів магнію, модифікування, сфероїдизація графіту, тиск, температура. Mogilevtsev O., Storozhenko S., Zlatoustov A. Processes of modifying of cast-iron by magnesiumSummary None of the existing theories of the formation of spheroidal graphite in magnesium cast-iron can fully explain all phenomena that are observed in practice. The hypothesis proposed by the authors based on the condensation of small bubbles of magnesium at cooling of liquid cast-iron explains not only the form of inclusions of spheroidal graphite, but also other facts, for example, the absence of modifying effect, if bubbles are not formed during the introduction of magnesium. Magnesium cast-iron, bubbles, condensation of magnesium vapor, modification, spheroidiza- tion of graphite, pressure, temperature.Keywords Поступила 15.12.17

Процессы модифицирования чугуна магнием

Institution

Ähnliche Einträge