Роль активных элементов в повышении эффективности графитизирующих железо-кремниевых лигатур.
Андреев В.В., Капустина Л.С.
Сборник докладов Литейного консилиума №1 «Модифицирование как эффективный метод повышения качества чугунов и сталей» -
Челябинск: Челябинский Дом печати, 2006.
<<...В числе многочисленных исследований, посвященных процессам графитообразования и
модифицирования, одна из первых работ Пивоварского, где впервые была высказана мысль о решающем влиянии остающихся в
расплаве нерастворившихся в процессе выплавки частиц графита, которые при последующем затвердевании такого
жидкого чугуна и являются центрами кристаллизации графита. Эта точка зрения на практике подтверждается тем, что,
например, склонность выплавляемого с минимальным перегревом ваграночного чугуна к отбелу существенно ниже,
чем электропечного такого же химического состава. Кроме того, резко увеличивается склонность чугуна к отбелу
или образованию графита переохлаждения (междендритного графита) после длительной выдержки расплава при высоких
температурах в индукционных тигельных и канальных миксерах, где за счет температуры и времени происходит
полное растворение ранее нерастворившихся при выплавке частиц графита и гомогенизация расплава чугуна. Сторонники
гипотезы гетерогенного зарождения называют в качестве центров кристаллизации графита и другие находящиеся в расплаве
неметаллические твердые включения, как оксиды, силикаты, сульфиды, нитриды и карбонаты основных и примесных элементов
чугуна. Так, например, выдвигалась теория «силикатной мути», согласно которой из всех имеющихся в жидком чугуне
неметаллических включений эффективными центрами зарождения графита могут быть только субмикроскопические включения
силикатов. Однако анализ параметров кристаллических решеток ряда возможных к образованию в расплаве твердых
соединений таких элементов, как барий, алюминий, кальций, кремний и марганец с углеродом, серой, кислородом и азотом в
чугуне показывает, что по параметрам подобия кристаллических решеток таких соединений с параметрами кристаллической решетки
графита они не могут являться зародышами графита и последующими центрами его кристаллизации.
Кинетика кристаллизационного процесса зависит от двух основных параметров: скорости образования зародышей будущих
центров кристаллизации и скоростью их роста. Оба эти параметра являются функцией переохлаждения расплава, величина которого
определяется скоростью охлаждения или интенсивностью теплоотвода. Произвольно образующиеся в переохлажденном расплаве
в результате фазовых флуктуаций частицы твердой фазы сначала являются «дозародышами» и только при последующем охлаждении
расплава становятся зародышами твердой фазы или центрами кристаллизации, если их величина (радиус) к этому времени
будет равен или больше критического размера. В переохлажденном расплаве такие «дозародыши» становятся зародышами,
если их термодинамический потенциал в процессе дальнейшего роста уменьшается.
При вводе в исходный расплав чугуна кремнистых модификаторов, содержащих такие активные элементы, как кальций,
стронций, барий, РЗМ, последние вступают в реакцию с компонентами чугуна и образуют оксиды, сульфиды и карбиды.
Термодинамический анализ реакций взаимодействия, например, бария при температурах расплава показывает наибольшее
сродство бария к кислороду, затем к сере и далее к углероду.
Среди исследователей нет единого мнения о влиянии кислорода в расплаве на процесс графитизации чугуна. Одни считают,
что при модифицировании 75%-ным ферросилицием наибольший эффект достигается в чугуне с меньшим содержанием кислорода.
Другие же указывают на тот факт, что низкое общее содержание кислорода в жидком чугуне делает его мало чувствительным к
модифицированию ферросилицием.
Исследовали влияние уровня содержания кислорода в жидком чугуне на эффективность процесса графитизации при введении
в расплав весьма эффективного модификатора, каким является силикобарий с повышенным содержанием активного бария в
пределах 25-30%. При этом низкое содержание кислорода в исходном чугуне получили за счет вакуумной плавки...>>
Здесь представлен отрывок статьи:
Андреев В.В., Капустина Л.С. Роль активных элементов в повышении эффективности графитизирующих железо-кремниевых лигатур –
Сб.докладов Литейного консилиума №1 «Модифицирование как эффективный метод повышения качества чугунов и сталей» - Челябинск:
Челябинский Дом печати, 2006 - с. 34
Ознакомиться с полным текстом
статьи в формате TIF; 388 КБ >>>
Перейти к разделу "Статьи"
|
