Ковшові та внутрішньоформові способи модифікування для отримання виливків із чавунів з різною морфологією графіту

Захарченко, ЕВ
Шинський, ОІ
Баглюк, ГА
Клименко, СІ
Куровський, ВЯ
Сіренко, КА
Гончаров, ОЛ
Nauka innov. 2019, 15(1):53-62
https://doi.org/10.15407/scin15.01.053
Рубрика: Науково-технічні інноваційні проекти Національної академії наук України
Мова: Англійська
Анотація: 
Вступ. У світовій практиці ливарного виробництва модифікування досягло статусу провідного напряму науково-дослідних та прикладних робіт з поліпшення технологічних і службових властивостей конструкційних чавунів.
Проблематика. Модифікуюча обробка рідких чавунів передбачає створення не тільки певних типів модифікаторів, а й розробку таких способів введення модифікатора в розплав, які адаптовані до умов ливарних цехів, а також враховують вимоги до конкретних груп виливків.
Мета. Розробка дослідної технології модифікування електропічних розплавів чавуну в негерметизованих поворотних ківшах і ливарних формах з використанням комплексних реагентів у вигляді пресованих порошкових брикетів і кускових плавлених лігатур для отримання виливків з пластинчастим, вермикулярним і кулястим графітом.
Матеріали й методи. Сірий чавун як об’єкт дослідження модифікуючої обробки, магній-лантанвміщуючі кускові та брикетовані порошкові модифікатори, а також азотовмісні кускові й брикетовані порошкові модифікатори для отримання чавунів з різною формою графіту залежно від вимог до виливків.
Результати. Розроблено дослідну ківшову технологію азотування чавунів з використанням пресованих порошкових азотвміщуючих брикетів, що дозволяє підвищити тимчасову розривну міцність сірих конструкційних чавунів вдвічі — з 200 МПа до 400 МПа, без легування й термічної обробки, а також розроблено ковшовий процес моди фікування розплавів чавунів магній-лантанвміщуючими модифікаторами. Обґрунтовано перспективність виробництва азотованого чавуну з вермикулярним графітом з вмістом сірки до 0,1% мас. шляхом переплавлення азотної ме талошихти, а також свіжих і поворотних чавунів, з мінімальним додатковим введенням азоту в піч, ківш чи ливарну форму.
Висновки. Пресовані порошкові модифікатори рекомендовано до використання як найбільш ефективні для вказаних способів модифікування залежно від вимог до виливків.
Ключові слова: внутрішньоформове модифікування, ківшове, магній-лантанвмісні та азотвмісні комплексні модифікатори
Посилання: 
1. 46th Census of World Casting Production (2012, December). Modern Casting.  P. 26–29.
2. Zakharchenko, E. V., Levchenko, Yu. N., Gorenko, V. G., Varenik, P. A. (1986). Otlivki iz chuguna s sharovidnym i vermikulyarnym grafitom. Kyiv. 248 р. [in Russian]
3. Forshey, T. L., Isenberg, G. E., Keller, R. D. Jr., Loper, C. R. Jr. (1983). Modification of and production experience with the tundish cover for ductile iron treatment. AFS Trans., 91, 53–57.
4. Anderson, J. V., Benn, D. (1982). Covered treatment Ladle for the production of ductile iron. AFS Trans., 90, 159–165. 
5. Karsay, S. I. (1980). Ductile iron: The state of the art. Montreal. 
6. Hansen, G. M., Hartung, G., White, D. (2014). The Ductile Iron Treatment Process Revisited. In 71st World Foundry Congress. Bilbao – Spain.
7. Qizh Cai, Bokang Wei. (2008). Recent development of ductile cast iron production technology in China. China Foundry, 2, 82–91.
URL: http://www.foundryworld.com/uploadfile/2008111449006109.pdf
(Last accessed: 3.10.2018).
8. Al Alagarsamy (Ed.). (reprinted 1999) Ductile Iron. Handbook American Foundrymen's Society. 277 p.
9. Plyushchev, V. Ye. (Ed.) (1965). Spravochnik po redkim metallam. 946 p. [in Russian]
10. Ryabchikov, I. V., Panov, A. G., Kornienko, A. E. (2007). On the quality characteristics of modifiers. Steel, 6, 18–23.
11. Ageyev, Yu. A., Shkurkin, V. I., Buldygin, S. V., Vlasov, V. N. (2011). Rastvorimost' magniya i termodinamika reaktsiy yego vzaimodeystviya s primesnymi elementami chuguna. Protsessy lit'ya, 1(85), 9–17 [in Russian].
12. Baglyuk, G. A., Kurovskiy, V. Ya., Shinskiy, O. I. (2010). Vliyaniye rezhimov pressovaniya poroshkovykh modifikatorov na kinetiku ikh rastvoreniya v rasplave chuguna. Vestnik natsional'nogo tekhnicheskogo universiteta Ukrainy «Kiyevskiy politekhnicheskiy institut». Seriya «Mashinostroyeniye», 59, 27–30 [in Russian].
13. Shinskiy, O. I., Litovka, V. I., Maslyuk, V. A., Kurovskiy, V. Ya, Borovik, N. V. (2003). Polucheniye vysokoprochnogo chuguna s primeneniyem briketirovannykh modifikatorov. Liteynoye proizvodstvo, 8, 7–12 [in Russian].
14. Baglyuk, G. A., Kurovskiy, V. Ya., Zakharchenko, E. V., Klimenko, S. I., Danilchuk, G. A., Zinzura, L. P., Sirenko, E. A. (2017). Modifitsirovaniye i mikrolegirovaniye zhelezouglerodistykh rasplavov karbamidosoderzhashchimi briketami dlya otlivok iz azotistogo chuguna vysokoy prochnosti s plastinchatym i vermikulyarnym grafitom. Protsesy lit'ya, 3, 20–29 [in Russian].
15. Siclari, R., Margaria, T., Berthelet, E., Fourmann, J. (2003). Micro-shrinkage in Ductile Iron / Mechanism & Solution. In 2003 Keith Millis Symposium on Ductile Cast Iron. Paris, France.
URL: https://www.researchgate.net/publication/237262534 (Last accessed: 3.10.2018).
16. Boldyrev, D. A. Vnutriformovoye modifitsirovaniye CHSHG magniyevym modifikatorom s lantanom. Rossiyskaya assotsiatsiya liteyshchikov. Issledovatel'skiy tsentr OAO «AVTOVAZ», g. Tol'yatti.
URL: http://www.ruscastings.ru/work/168/2130/2968/8459 (Last accessed: 3.10.2018).
17. Ageyev, Yu. A., Shkurkin, V. I., Pervov, L. F. (2013). Proizvodstvo modifikatorov v OAO «NIIM».
URL: http://lityo.com.ua/proizvodstvo-modifikatorov-v-oao-niim (Last accessed: 3.10.2018).
18. Safonov, P. B. (2003). Modifikator Lamet™ Nodulariser Soyuz-Lit'ye: Informatsionnyy resurs po liteynomu proizvodstvu [in Russian].
URL: http://lityo.com.ua/modifikator-lamet-nodulariser (Last accessed: 3.10.2018).