3. Марки, химический состав, структура, свойства и особенности технологии получения чугунов с вермикулярным графитом.
ЧВГ известен уже много лет, однако, только в настоящее время отливки из ЧВГ начинают занимать своё место в массовом производстве.
Существует три принципиальных способа производства ЧВГ:
1. Обработка заниженной навеской магния с модификатором типа ФСМг, как правило;
2. Подавление формирования глобулярного графита и формирование его компактной формы за счет использования комбинации магний + титан;
3. Использование системы Mg/РЗМ (модификатор COMPACTMAG™).
Для минимизации количества шлака, формирующегося в процессе обработки на ЧВГ, для уменьшения вероятности возникновения отбела и для повышения управляемости процесса модифицирования в целом не рекомендуется использовать базовый чугун с содержанием серы выше 0,02 %.
Способы модифицирования, применяемые при получении ЧШГ
Обработка расплава комплексными лигатурами;
Обработка расплава РЗМ, позволяющая исключить пироэффект и дымовыделение при обработке расплава;
Обработка Mg и РЗМ с помощью комплексных Fe-Si-Mg-Ca-Ce лигатур типа ФСМг;
Недостаточное (по сравнению с получением ЧШГ) модифицирование магнием или передержка обработанного магнием расплава.
Модификатор COMPACTMAG™ производится на основе ФС45 и содержит 5-6 % магния и 5.5-6.5 % РЗМ. Сегодняшняя практика использования COMPACTMAG™ на ведущих литейных предприятиях за рубежом показывает, что хорошие структуры ЧВГ можно получать при навеске в 0.3-0.4 % вес, причём, как при ковшевых обработках, так и при внутриформенном модифицировании. Так, при обработке расплава магнием и титаном навеска представленных на рынке обычных марок ФСМг может составлять порядка 1-2 %. Используя альтернативный вариант заниженной навески ФСМг (без применения титана), этот показатель составляет в среднем 0.5-1.0 % вес.
Исходный чугун при выпуске из плавильного агрегата должен иметь температуру в пределах 1429-1450оС.
Эффект модифицирования следует оценивать до заливки чугуна в литейную форму по виду излома клиновой пробы. Излом пробы ЧВГ неоднородный, в виде пятен черного и светло серого цвета. Образование однородного темно-серого излома свидетельствует о наличии пластинчатого графита, необходимо дополнительно добавить в расплав РЗМ – содержащую лигатуру.
4. Какова роль эвтектического и эвтектоидного превращения в формировании структуры чугунных отливок ?
В системе Fe—C графитная эвтектика (аустенит—графит) содержит 4,26 % С и образуется при 1 153 ° С, в интервале температур 1 153–738 ° С выделяется вторичный графит. Эвтектоидное превращение протекает при 738 ° С с образованием эвтектоида (феррит + графит). Влияет на образование металлической структуры.
Литейные и механические свойства чугуна зависят от того, насколько близок его состав к эвтектическому. Для оценки этого применяют два показателя:
Степень эвтектичности Sэ — отношение концентрации углерода С в чугуне к его концентрации в эвтектике с учетом влияния кремния и фосфора:
где 4,26 — концентрация углерода в эвтектике системы «железо—графит» (см. рис. 1.), Si и P — содержание этих элементов в чугуне, %.
Углеродный эквивалент определяется как:
Сэ = С + 0,3(Si + P)
Чугуны подразделяются на: доэвтектические (Sэ < 1, Cэ < 4,2–4,3), эвтектические (Sэ = 1, Сэ = 4,2–4,3) и заэвтектические (Sэ > 1, Cэ > 4,2–4,3).