Модифицирование чугуна

Модифицирование чугуна

1.    Магний не принимает непосредственного участия в возникновении и росте графитовых включений, но изменяет условия их формирования, косвенно увеличивая переохлаждение, изменяя поверхностное натяжение, скорость диффузии углерода, вызывая десульфуризацию и дегазацию металла и т.д. Шаровидная форма кристаллов графита объясняется поверхностными явлениями, связанными с концентрацией магния по границам зерен. Данная гипотеза считается предпочтительной.

2.    Магний принимает непосредственное участие в возникновении и росте графитовых включений путем образования химических соединений или растворов с углеродом и кремнием, химических соединений с окислами углерода, образования и последующего разложения карбидов,

Модифицированный чугун с шаровидным графитом имеет определенное сходство с модифицированным силумином. В ча­стности имеется сходство по следующим показателям:

• ускоренное охлаждение приводит к получению шаровид­ного графита;
• теплопроводность железа выше, чем теплопроводность графита, а теплота плавления ниже; по этим характеристикам железо и углерод подобны алюминию и кремнию в силуминах;
• температура затвердевания модифицированного чугуна ниже, чем обычного чугуна того же состава (заметная склонность к переохлаждению).

Магний и церий в чугуне образуют адсорбционные пленки на кристаллических зародышах, уменьшая тем самым отноше­ние скорости диффузии атомов углерода v_y к скорости роста кристаллов v_k. При v_y/v_k < 1 образуется шаровидный графит; при v_y/v_k > 1 - пластинчатый графит. Отсюда следует, что для полу­чения шаровидного графита необходимо понижение скорости диффузии атомов углерода либо повышение скорости кристал­лизации.

Таким образом, в основе формирования шаровидного гра­фита лежит возникновение адсорбционного слоя магния. Повы­шение переохлаждения при модифицировании чугуна магнием или церием предположительно связывают с увеличением вязко­сти модифицированного расплава (аналогично силумину). Пола­гают, что эффект переохлаждения не играет существенной роли при модифицировании.