Модифицирование стальных слитков и непрерывно-литых заготовок, подвергаемых в дальнейшем горячей деформации (прокатке, ковке), за последние 20-25 лет получило значительное распространение в «большой металлургии». В первую очередь, это связано с развитием технологии внепечной обработки сталей, включающей в себя присадку в жидкий металл в ковше или на разливке модифицирующих добавок, в основном – силикокальция.

В «малой металлургии» при производстве фасонного литья эта технология до сих пор имеет ограниченное распространение, что в определенной степени связано со слабым знанием возможностей и преимуществ модифицирования литейных сталей. Этому вопросу и посвящен настоящий доклад, основанный на литературных данных и нашем собственном опыте.

Одним из важнейших результатов модифицирования является повышение жидкотекучести стали. Так, при испытании наших модификаторов серии Insteel (SiCaBa, SiCaBaРЗМ, SiCaBaTi) на Чебоксарском ОАО «Промлит» отмечено значительное улучшение жидкотекучести стали 20ГЛ. Это проявилось в сокращении времени заливки одной формы примерно на 20%. В ковшах, принимающих металл с присадками лигатур, полностью исключились случаи «закозления» днища и стенок ковшей, разливка успешно проходила даже при пониженных температурах выпускаемой стали.

Повышение жидкотекучести улучшает заполняемость форм, повышает качество поверхности отливок, что особенно важно при производстве точного литья (...). Одним из технологических следствий повышения жидкотекучести модифицированного металла является возможность снизить температуру разливаемой стали, что, в свою очередь, позволяет реализовать новые положительные стороны этой технологии. Так, при производстве отливок из нержавеющей стали 12Х18Н9ТЛ за счет применения комплексного модификатора удалось понизить температуру примерно на 20°С и при этом значительно снизить пораженность отливок пленами и неспаями. Живучесть расплава, т.е. возможная продолжительность успешной разливки, возросла с 5-8 до 10-13 мин (при разливке 500 кг металла). Одновременно отмечено улучшение механической обрабатываемости отливок (...). На Лысьвенском металлургическом заводе снижение температуры разливки стали 110Г13Л также на 20°С позволило исключить пригар металла к жидкостекольным стержням. В последнем случае можно дополнительно ожидать измельчения литой структуры отливок.

Понижение температуры разливаемой стали за счет уменьшения газонасыщенности жидкого металла и величины усадки, позволяет ослабить развитие горячих термических трещин и других дефектов газоусадочного характера. (См. Справочник литейных дефектов)

Большинство исследователей отмечают [1] снижение загрязненности модифицированной стали неметаллическими включениями, напрямую связывая этот факт с наблюдаемым повышением её жидкотекучести. При этом наиболее существенно уменьшается или полностью устраняется загрязненность высокоглиноземистыми включениями. Но не только. Например, нами при присадке в центровую комплексной лигатуры Insteel (Ca, Ba, РЗМ) на стали 50ХГФА при отсутствии глиноземистых строчек получено резкое снижение балла пластичных силикатов и заметное улучшение по хрупким оксидам (...). Причина этого положительного воздействия, вероятно, заключается в том, что при вводе нескольких активных элементов, в первую очередь – кальция, продуктами раскисления является не чистый глинозем, а комплексные жидкие включения алюминатов кальция с добавками других соединений, в которых активность Al₂O₃, естественно, ниже, чем в чистом глиноземе, что повышает раскислительную способность алюминия. Это относится и к другим раскислителям, например, кальцию. В результате, при одних и тех же температурах модифицированный металл содержит меньше равновесного кислорода, а более раннее и интенсивное образование включений повышает возможность их удаления в ковше и, особенно, в изложнице.

Меньшая загрязненность модифицированного металла является причиной получения более высоких пластических свойств, в первую очередь, ударной вязкости при обычных и пониженных температурах испытаний. Например, на ОАО «Икар» (г. Курган) удаление глиноземистых включений с границ литых зерен за счет использования силикокальций-бариевой лигатуры обеспечило требуемый повышенный уровень хладостойкости (KCU_-60 ≥ 40 Дж/см²) отливок из стали 25Л при их упрощенной термической обработке на основе нормализации, хотя обычно для этих целей используют легированные стали с более сложной термообработкой отливок...>>