Модификатор ALINOC® INOCULANT

Статьи от автора: Петрунин С.А.
Петрунин С.А.
Перевод (по материалам "Elkem ASA Research")
Московское представительство компании "Элкем АСА"
  • Более эффективен по сравнению с большинством Ca-содержащими модификаторами

  • Экономически более выгоден по сравнению с другими Ca-содержащими модификаторами

  • Модификатор с сильным ферритизирующим эффектом для ВЧ

  • Может применяться как при производстве СЧ, так и ВЧ

  • Очень эффективный материал для предварительной подготовки расплава к модифицированию в чугунах с низким содержанием Al

  • Модификатор с повышенным содержанием кремния более эффективен, чем модификатор с низким содержанием кремния

Alinoc® inoculant - модификатор, основанный на ФС 75, с тщательно контролируемыми добавками Al и Ca. Модификатор выглядит как серебристо-серые кристаллы и специально разработан для модифицирования ферритных марок высокопрочных чугунов. Alinoc® inoculant производится в соответствии со спецификацией следующего состава: 

Наименование элемента
Содержание, в пределах
Si
72 - 78 %
Al
3,5 - 4,5 %
Ca
0,5 - 1,5 %
Fe
остальное

Производство модификатора Alinoc® inoculant

Модификатор Alinoc® inoculant производится на заводе компании Elkem Bremanger, Норвегия, с использованием специальных методов производства для того, чтобы гарантировать максимальную однородность химического состава и структуры во всем изделии. Завод Elkem Bremanger сертифици-рован в соответствии с ISO 9001, ISO 14001 и QS9000.

Ферросплавы, содержащие такие элементы как кальций и алюминий имеют сложные структуры, состоящие из множества интерметаллических соединений. Температуры кристаллизации этих соединений варьируются, что может вести к значительной сегрегации соединений, имеющих более низкие температуры плавления, если модификатор во время его производства охлаждается очень медленно. Так как некоторые из этих соединений очень хрупкие и легко разрушаются, это может при-вести к значительным вариациям размеров частиц в гранулометрическом составе после дробления и рассева модификатора. 

Рис. 1. Типичные фазы в модификаторе Alinoc® inoculant

Si

Al-Ca-Si

FeSi2

Al-Fe-Si

На заводе Elkem в Bremanger модификатор Alinoc® inoculant производится в виде тонких слябов в металлических формах. Это позволяет получать очень измельченную структуру в слябах и избежать любого риска появления сегрегации. Поэтому состав модификатора Alinoc® inoculant однороден для любого диапазона размеров частицы. Химический состав модификатора показан на Рис. 1.

Преимущества модификатора Alinoc® inoculant

Модификатор Alinoc® inoculant очень эффективный материал для производства высокопрочного чугуна и он особенно эффективно действует при производстве ферритных или феррито-перлитных марок ВЧ. Модификатор Alinoc® inoculant может использоваться как для ковшевого модифицирования, так и для модифицирования в струе. В сравнении с обычными, Ca-содержащими модификаторами он, обычно, применяется при меньших величинах навески. Если используется двух-ступенчатая система модифицирования, то модификатор Alinoc® inoculant может использоваться на обеих стадиях с превосходными результатами. Для серых чугунов также возможно использовать модификатор Alinoc® inoculant совместно с Sr-содержащим модификатором в двухстадийном модифицировании, но тогда Alinoc® inoculant необходимо использовать только на первой стадии. Модификатор Alinoc® inoculant может использоваться как добавка для предварительной подготовки серого базового чугуна к модифицированию и он может также использоваться для регулирования содержания Al в базовом чугуне. По сравнению со стандартным литейным FeSi (ФС75) величина навески может быть уменьшена, как правило, на 10 - 50 %.

Пример, приведенный на Рис. 2, показывает по два полированных и травленых образца, полученных с применением 0.3 %вес модификатора Alinoc® inoculant и 0.3 %вес Zr - содержащего модификатора из отливок, отлитых от одной плавки. Данные автоматического анализа фотографий этих двух образцов представлены ниже в Таблице 1. При сравнении Таблицы 1 и Рис. 2 заметно существенное различие в содержании феррита у этих двух образцов.

Навеска 0.3 %вес модификатора Alinoc
Полированный образец
Навеска 0.3 %вес модификатора Alinoc
Травленый образец
Навеска 0.3 %вес Zr-содержащего модификатора.
Полированный образец
Навеска 0.3 %вес Zr-содержащего модификатора.
Травленый образец
Рис. 2: Сравнение количества образовавшегося феррита, полученного при одинаковых условиях
при помощи модификатора Alinoc® inoculant и Sr-содержащего модификатора.

Таблица 1: Данные автоматического анализа фотографий микроструктур

Модификатор
0,3 %вес
Alinoc® inoculant
0,3 %вес
Sr-содержащий модификатор
Количество глобулей графита, шт/мм2
356
335
Степень сфероидизации графита, %
90
89
Площадь, занятая графитом, %
10
9
Площадь, занятая перлитом, %
8
15

Пример из практики

Литейный завод производит приблизительно 10.000 тонн отливок из ВЧ в год. На заводе установлены индукционные печи, а базовый чугун на ВЧ обрабатывается металлическим Mg. Модифицирование проводилось в два этапа и модификатор Alinoc® inoculant использовался на всех этапах. Рисунок 3 показывает типичную, высоко ферритную микроструктуру чугуна марки 400/18. 

30 мм сечение отливки
Микроструктура полированного образца
30 мм сечение отливки
Микроструктура травленого образца
Рис. 3: Микроструктура, полученная в 30 мм сечении с использованием модификатора
Alinoc® inoculant при двухстадийном модифицировании

Определение требуемой величины навески модификатора

Модификатор Alinoc® inoculant может использоваться как при ковшевом модифицировании, так и при модифицировании в струе металла для серого и высокопрочного чугунов. Навеска в ковше составляет, для серого чугуна, обычно, 0.2 - 0.3 %вес и для высокопрочного чугуна 0.3 - 0.5 %вес. При модифицировании в струе металла навеска составит 0.05 - 0.15 %вес для серого чугуна и 0.1 - 0.25 %вес для высокопрочного чугуна. При использовании модификатора для подготовительной обработки базового чугуна перед модифицированием нормальная величина навески составит 0.1 - 0.5 %вес в зависимости от начального содержания Al в базовом чугуне.

Таблица 2: Физические свойства

Теоретическая плотность
3,1 г/см3
Насыпная плотность
1,75 г/см3
Интервал плавления
1325 'С (ликвидус)
1208 'С (солидус)

Стандартные рассевы фракций

Для модифицирования в струе
0,2 - 0,7 мм
Для маленьких ковшей
0,7 - 2,0 мм
Для более крупных ковшей
2,0 - 6,0 мм

Стандартные упаковки

Биг беги
1050 кг на паллете
Биг беги
1500 кг на паллете
Биг беги
500 кг на паллете
Бумажные мешки
25 кг на паллете
Стальные бочки
200 и 220 кг

 * Модификатор Alinoc® inoculant является торговой маркой, принадлежащей компании "Elkem ASA".

Опубликовано: ИТБ "Литьё Украины", №7 (47) 2004 г.