Отливки из чугуна и стали : модифицирование чугуна для получения шаровидной формы графита

 
 
Электростальский политехнический институт (филиал МИСиС) 

Е.В. Ковалевич 

 

 

 

 

 

Рекомендовано редакционно-издательским 
советом института в качестве 
учебного пособия 

ОТЛИВКИ ИЗ ЧУГУНА И СТАЛИ

МОДИФИЦИРОВАНИЕ ЧУГУНА ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ 
ШАРОВИДНОЙ ФОРМЫ ГРАФИТА 

Учебное пособие 

для студентов специальности 1104

МОСКВА 2001

 

УДК 669.31.622 
К56 

К56 
Ковалевич Е.В. Отливки из чугуна и стали: Модифицирование чугуна для получения шаровидной формы графита: Учеб. 
пособие.– М.: МИСиС, 2001. – 50 с. 

Пособие написано в соответствии с программой курса «Отливки из чугуна и стали». В нем рассмотрен механизм сферолитной 
кристаллизации графита, а также наиболее распространенные модификаторы, применяемые для получения чугуна с шаровидным графитом, их достоинства и недостатки. Показаны разнообразные способы модифицирования чугуна с целью получения шаровидной 
формы графита и технологическое оборудование, необходимое для 
его осуществления. На основе анализа существующих способов модифицирования показаны пути совершенствования процесса модифицирования. Приведены теоретические основы модифицирования 
чугуна мелкодисперсными композициями. 
Предназначено для студентов, обучающихся по специальности 1104 «Литейное производство черных и цветных металлов». 

 Московский государственный 
институт стали и сплавов (МИСиС) 
(Технологический университет), 2001 
Электростальский политехнический 
институт (филиал МИСиС), 2001

ОГЛАВЛЕНИЕ 

Введение ................................................................................................. 4 
1. Гипотезы сферолитной кристаллизации графита в чугуне ........... 5 
2. Способы получения чугуна с шаровидным графитом ................... 7 
2.1. Магний – основной сфероидизирующий элемент ................. 7 
2.2. Модифицирование чугуна с помощью колокола ................. 10 
2.3. Модифицирование 
чугуна 
в 
герметизированных 
ковшах ..................................................................................... 17 
2.4. Модифицирование чугуна в автоклавах ............................... 20 
2.5. Модифицирования чугуна способами непрерывной 
подачи модификатора ............................................................ 21 
2.6. Модифицирование 
чугуна 
магнийсодержащими 
лигатурами .............................................................................. 27 
2.7. Внутриформенное модифицирование чугуна ...................... 31 
2.8. Другие способы модифицирования чугуна .......................... 33 
3. Анализ существующих способов получения чугуна с 
шаровидным графитом .................................................................. 35 
4. Теоретические 
основы 
модифицирования 
чугуна 
мелкодисперсными модификаторами (МДС-процесс) ............... 39 
Литература ........................................................................................... 49 
 

ВВЕДЕНИЕ 

Высокопрочный чугун с шаровидным графитом – сравнительно новый конструкционный материал, однако благодаря уникальным сочетаниям технологических и эксплуатационных свойств 
за короткое время завоевал признание и широкое распространение во 
всем мире, успешно конкурируя со сталью.  
Чугун с шаровидным графитом был создан в результате исследовательских работ, проводимых в Англии, США и СССР в период 1948–1950 г. Большой вклад в разработку теории сферолитной 
кристаллизации графита в чугуне, изучение влияния основных физико-химических и металлургических факторов, а также механизма 
кристаллизации графита и металлической основы в чугуне внесли 
советские ученые литейщики и металловеды: Н.Н. Александров, 
И.И. Богачев, 
К.П. Бунин, 
К.И. Ващенко, 
М.В. Волощенко, 
Н.Г. Гиршович, 
А.А. Горшков, 
И.С. Григорьев, 
А.А. Жуков, 
Д.П. Иванов, 
А.Е. Кривошеев, 
Н.И. Клочнев, 
А.Ф. Ланда, 
Б.С. Мильман, 
Г.П. Писаренко, 
А.А. Рыжиков, 
П.Н. Степин, 
Ю.Н. Таран и др. 
Благодаря их работам создано несколько гипотез сферолитной кристаллизации графита в чугуне, достаточно хорошо изучены 
технологические конструкционные и эксплуатационные свойства чугуна с шаровидным графитом, разработаны модификаторы, обеспечивающие получение графита шаровидной формы в чугунах различного состава при разных производственных условиях. 

1. ГИПОТЕЗЫ СФЕРОЛИТНОЙ 
КРИСТАЛЛИЗАЦИИ ГРАФИТА В 
ЧУГУНЕ 

Понимание сущности структурообразования в чугуне с шаровидным графитом не только представляет теоретический интерес, 
но и является важнейшей предпосылкой дальнейшего совершенствования технологии получения высокопрочного чугуна и улучшения 
его свойств. 
В СССР и за рубежом проведена большая работа по исследованию механизма образования шаровидного графита на основе общих законов кристаллизации с учётом специфики их проявления при 
кристаллизации графита в чугуне и других сплавах. Было опубликовано множество гипотез по этому вопросу, однако в основном они 
могут быть сведены к следующим: 
1. Cфероидизирующие вещества присадок оказывают прямое 
влияние на процесс образования шаровидного графита из-за: 
− 
образования на растущем включении графита плёнок или 
оболочек с высокой концентрацией сфероидизирующего 
вещества; 
− 
растворения сфероидизирующих веществ в металлической основе; 
− 
изменения кинетики диффузионных процессов при графитообразовании; 
− 
включения в состав шаровидного графита; 
2. Шаровидная форма включений графита определяется формой полости, образующейся в металлической основе: 
− 
самодиффузией атомов железа в матрице; 
− 
образованием в матрице микроскопических пузырьков 
сфероидизирующего вещества, в которых кристаллизуется графит. 
3. Сфероидизирующие присадки только меняют свойства 
среды, в которой происходит кристаллизация. Некоторые гипотезы 
этой группы допускают равноценность влияния на свойства среды 
физических факторов и химического взаимодействия сфероидизи