О модифицировании эвтектического графита чугуна

Показано, что элементарные кристаллические ячейки графита и основных продуктов модифицирования чугуна не соответствуют принципу структурного и размерного соответствия Данкова – Конобеевского. Модифицирующие элементы Al, Ca, Mg, Ba, Ce повышают межфазное натяжение расплав – графит, связывая поверхностно‑активные кислород и серу. Модифицирование эвтектического графита чугуна является наноструктурным процессом, в котором модифицирующие элементы рафинируют элементарные нанокристаллы графита от адсорбированных атомов кислорода и серы. Это способствует увеличению концентрации центров кристаллизации графита при затвердевании расплава чугуна. Модифицирование снижает концентрацию растворенного водорода, что повышает эффективность модифицирующего эффекта. Снижение концентраций демодифицирующих поверхностно‑активных элементов, дегазация расплава, увеличение теплоотвода способствуют повышению степени разветвленности и компактности дендритов графита при кристаллизации чугуна. Самым сильным модифицирующим элементом эвтектического графита чугуна является магний.

1. Белов В. Д., Пикунов М. В., Тен Э. Б. и др. Литейное производство: учеб. М.: Издательский дом МИСиС, 2015. 487 с.

2. Шульте Г. Ю., Снежной Р. Л., Жуков А. А. и др. Активность, дезактивация и реактивация неметаллических включений как центров кристаллизации // Литейное производство. 1992. № 11. С. 3–6.

3. Кульбовский И. К., Богданов Р. А. Факторы, влияющие на структуру графита в отливках из чугуна // Металлургия машиностроения. 2006. № 5. С. 19–21.

4. Мильман Б. С., Александров Н. Н., Соленков В. Т. и др. Межфазное натяжение и форма графита, кристаллизующегося в жидком чугуне // Литейное производство. 1976. № 5. С. 3–6.

5. Марукович Е. И., Стеценко В. Ю. Модифицирование сплавов. Минск: Беларуская навука, 2009. 192 с.

6. Стеценко В. Ю. Теоретические и технологические основы получения заготовок повышенной износостойкости из силуминов с высокодисперсной инвертированной структурой: автореф. дис. ... д‑ра техн. наук. Минск, 2021. 60 с.

7. Свойства элементов: справ. / Под ред. М. Е. Дрица. М.: Металлургия, 1985. 672 с.

8. Физико‑химические свойства окислов: справ. / Под ред. Г. В. Самсонова. М.: Металлургия, 1978. 472 с.

9. Самсонов Г. В., Винницкий И. М. Тугоплавкие соединения: справ. М.: Металлургия, 1976. 560 с.

10. Свойства, получение и применение тугоплавких соединений: справ. / Под ред. Т. Я. Косолаповой. М.: Металлургия, 1985. 928 с.

11. Андреев В. В., Капустина Л. С. Роль активных элементов в повышении эффективности графитизирующих модификаторов // Литейное производство. 2006. № 4. С. 18–20.

12. Марукович Е. И., Стеценко В. Ю., Стеценко А. В. Наноструктурная кристаллизация чугунов // Литье и металлургия. 2022. № 1. С. 37–39.

13. Диаграммы состояния двойных и многокомпонентных систем на основе железа: справ. / Под ред. О. А. Банных и М. Е. Дрица. М.: Металлургия, 1986. 440 с.

14. Шумихин В. С., Билецкий А. К. Физико‑химические процессы электроплавки чугуна. Киев: Наукова думка, 1989. 168 с.

15. Жуховицкий А. А., Белащенко Д. К., Бокштейн Б. С. и др. Физико‑химические основы металлургических процессов. М.: Металлургия, 1973. 393 с.

16. Жуков А. А. О влиянии кислорода на растворимость углерода в жидком чугуне // Литейное производство. 1966. № 1. С. 24–28.

17. Вейлас С. Химическая кинетика и расчеты промышленных реакторов. М.: Химия, 1964. 432 с.

18. Кубашевский О., Олкокк С. Б. Металлургическая термохимия. М.: Металлургия, 1982. 290 с.

19. Константы взаимодействия металлов с газами: справ. / Под ред. Б. А. Колачева и Ю. В. Левинского. М.: Металлургия, 1987. 368 с.

20. Фомкин А. А., Прибылов А. А., Мурдмаа К. О. и др. Адсорбция водорода в микропористых углеродных адсорбентах различного генезиса // Физикохимия поверхности и защиты материалов. 2019. Т. 55. № 3. С. 227–233.

21. Свойства элементов. Ч. 1. Физические свойства: справ. / Под ред. Г. В. Самсонова. М.: Металлургия, 1976. 600 с.

22. Голубцов В. А., Лунев В. В. Модифицирование стали для отливок и слитков. Челябинск – Запорожье: ЗНТУ, 2009. 356 с.

23. Захарченко Э. В., Левченко Ю. Н., Горенко В. Г. и др. Отливки из чугуна с шаровидным и вермикулярным графитом. Киев: Наукова думка, 1986. 248 с.

24. Михайлов А. М., Воробьев А. П. О механизме и движущих силах сфероидизации графита // Изв. выс. учеб. завед. Черная металлургия. 1988. № 11. С. 104–111.

25. Марукович Е. И., Стеценко В. Ю., Стеценко А. В. Кристаллизация металлов – наноструктурный процесс // Металлургия машиностроения. 2021. № 4. С. 28–30.