Содержание к диссертации
Введение
ГЛАВА 1. Физико-химические основы процесса окисления и взаимодействия сплавов железо-кремний ( алюминий, барий, церий) 7
1.1 Особенности высокотемпературного окисления металлов и сплавов 7
1.2. Высокотемпературное окисление кремния, железа, ферросилиция, алюминия, бария, стронция и церия 13
1.3. Структура и свойства сплавов системы железо - кремний, железо-кремний-алюминий 24
1.4. О взаимодействии оксида железа с оксидами кремния и бария 26
1.5. Способы получения ферросилиция и его применение 34
ГЛАВА 2. Разработка промышленной технологии получения синтетического ферросилиция из отходов производства и исследование его высокотемпературного окисления 38
2.1. Приборы и методы исследования окисления металлов и сплавов 38
2.2. Разработка промышленной технологии получения синтетического ферросилиция из отходов производства ТадАЗа 45
2.3. Кинетика высокотемпературного окисления жидкого синтетического ферросилиция (ФС 25, ФС 45, ФС 60, ФС75) 52
2.4. Кинетика окисления жидкого ферросилиция ФС45, легированного алюминием 60
2.5. Кинетика окисления ферросилиция (ФС 45), легированного барием, стронцием и церием 68
ГЛАВА 3. Модифицирование серого чугуна ферросилицием, содержащим щелочноземельные и редкоземельные металлы 81
3.1. Чугуны модифицированные модификаторами, содержащими щёлочноземельные и редкоземельные металлы 81
3.2. Ростоустойчивость и жаростойкость серого чугуна, модифицированного ферросилицием, содержащим щёлочноземельные и редкоземельные металлы 86
3.3. Коррозионная стойкость серого чугуна, модифицированного ферросилицием, содержащим щёлочно земельные и редкоземельные металлы 90
3.4. Механические свойства серого чугуна, модифицированного ферросилицием, содержащим щёлочнозе мельные и редкоземельные металлы 93
Выводы 91
Литература 99
Приложение 104
- Высокотемпературное окисление кремния, железа, ферросилиция, алюминия, бария, стронция и церия
- О взаимодействии оксида железа с оксидами кремния и бария
- Разработка промышленной технологии получения синтетического ферросилиция из отходов производства ТадАЗа
- Ростоустойчивость и жаростойкость серого чугуна, модифицированного ферросилицием, содержащим щёлочноземельные и редкоземельные металлы
Введение к работе
Актуальность темы. Растущая потребность в металлах и сплавах обуславливает расширение исследований в области совершенствования действующий, созданию новых технологий получения металлов и сплавов.
Ферросилиций используется для раскисления и легирования стали, а также в качестве восстановителя при производстве некоторых ферросплавов. В настоящее время основным сырьём для получения ферросилиция являются руды и концентраты.
Развитие металлургической промышленности привело к образованию железосодержащих и кремнесодержащих отходов, которые большей частью используются. Поэтому, требуется создание технологии по переработке указанных отходов, постановка научных исследований по изучению их физико- химических, технологических характеристик. Выше изложенное, определяется актуальность данного направления, а также цели и задачи настоящего исследования.
Изучение механизма и кинетики высокотемпературного окисления синтетического ферросилиция и определение влияния легирующих добавок на его окисление является актуальной задачей т.к. данные сплавы при их эксплутации подвергаются воздействию высоких температур, что приводит к окислению и потере данных компонентов сплава. Определение фазового состава продуктов, образующихся при взаимодействие расплава с компонентами воздуха для установления их роли в окисление и защиты сплавов.
Кроме того, с целью улучшения графитизирующей способности синтетического ферросилиция определенный интерес представляют работы по комплексному его легированию такими графитизирующими компонентами, как щелочноземельными и редкоземельными элементами. Заслуживают внимания также и работы определяющие влияние указанных
добавок на такие важные характеристики чугунов, как ростоустойчивость, жаростойкость, коррозионностойкость и т.д.
ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ
Цель работы заключается в разработке промышленной технологии
получения синтетического ферросилиция из отходов производства
алюминиевой промышленности и изучении их физико-химических свойств
чугуна, обработанных комплекснолегированным синтетическим
ферросилицием.
Для достижения поставленной цели были решены следующие задачи:
изучены кинетические и энергетические параметры процесса окисления жидкого синтетического ферросилиция ,а также идентифицированы продукты их окисления.
установлено влияние легирующих добавок (А1, В a, Sr и Се) на окисляемость синтетического ферросилиция.
определено модифицирующее влияние ферросилиция, содержащего щелочноземельные и редкозомельные металлы,на физико-химические и механические свойстава серого чугуна.
- На основе теоретических и экспериментальных исследований разработана
технологическая инструкция по получению синтетического ферросилиция
из отходов производства Таджикского алюминиевого завода.
Научная новизна. Разработана промышленная технология получения синтетического ферросилиция из отходов производства ТадАЗа. Установлен механизм и кинетика высокотемпературного окисления синтетического ферросилиция марок ФС25, ФС45, ФС60 и ФС75, влияние легирующих элементов (А1, Ва, Sr, Се) на процесс окисления ферросилиция марки ФС45, фазовый состав продуктов окисления, а также изучены ростоустойчивость, жаростойкость и коррозионная стойкость серого чугуна, модифицированного синтетическим ферросилицием , содержащим ЩЗМ (Ва, Sr) и РЗМ (Се, Рг, La).
Практическая значимость работы состоит в:
разработке промышленной технологии и получения синтетического ферросилиция из отходов производства ТадАЗа и внедрении его в производство .
установлении кинетических параметров процесса высокотемпературного окисления жидкого синтетического ферросилиция и состава сплавов с наименьшей окисляемостью;
определении оптимальной концентрации легирующих элементов в составе ферросилиция и их влияния на ростоустойчивость, жаростойкость и коррозионную стойкость серого чугуна марки СЧ-18-36.
Апробация работы. Результаты диссертационной работы доложены на: юбилейной научной конференции посвященной 95-летию со дня рождения академика АН Республики Таджикистан В.И. Никитина (Душанбе, 1997); международной научно-практической конференции, посвященной памяти, одного из основателей Таджикского Технического Университета, Сулайманова А.С. (Душанбе, 1998); юбилейной научно-практической конференции, посвященной 40-летию химического факультета ТНГУ и 65-летию д.х.н., профессора Якубова Х.М.; «Проблемы современной химической науки и образования» (Душанбе, 1999).
Публикации. По результатам исследований опубликованы 2 научные статьи и 3 тезиса докладов.
Объем структуры работы. Диссертация состоит из введения, трех глав, посвященных обзору литературы, технике эксперимента и экспериментальным исследованиям, а также выводов, списка литературы и приложения.Работа изложена на 104 страницах машинописного текста, включая 18 таблиц,27 рисунков, и 74 наименований библиографических ссылок.
Высокотемпературное окисление кремния, железа, ферросилиция, алюминия, бария, стронция и церия
Окисление кремния исследовано тщательно в связи с его широким применением в полупроводниковой технике. Впервые исследования высокотемпературного окисления кремния были выполнены методом измерения толщины образующейся пленки. В интервале температур 773-1223 К установлен параболический закон окисления кремния. Эта зависимость была подтверждена позднее методом измерения давления кислорода в замкнутой системе /12/. При температурах выше 950 С для описания кинетических кривых лучше подходит логарифмическое уравнение с энергией активации 26 ккал/моль.
Взаимодействие жидкого кремния с кислородом газовой фазы в точке его плавления рассмотрено в работе /13/. Масс-спектрометрическим методом найдено, что до давления Р0 =8 мм.рт.ст. содержание кислорода в металле пропорционально его парциональному давлению в газовой фазе, а выше образуется пленка кремнезема и содержание кислорода в металле не зависит от Р0 .
Результаты окисления жидкого кремния осушенным кислородом и воздухом в интервале 1825-1883 К приведены в работе /14/. При заимодействии кремния с воздухом скорость окисления несколько выше, чем с чистым кислородом, при равных температурах.
Электроннографическое исследование пленок, полученных при высокотемпературном окислении кремния /15/, показало, что независимо от метода получения пленки оказываются аморфными. На электроннограммах имеются два диффузионных конца, соответствующие брэгговским расстояниям 4Д4Е и 1,24 Е. При ренгеноструктурном исследовании аморфных пленок по кривым интенсивности и радиального распределения показано, что структура ближнего порядка совпадают со структурной а-кристоболита.
Из сопоставления рентгенограмм оксидных пленок, снятых при окислении кремния в интервале температур 1550-1610С следует, что состав газовой фазы, существенно отражается на структуре образующихся пленок. При окислении кремния чистым кислородом наблюдаются линии, характерные для а-кристоболита. Эта форма существования кремнезема подтверждается появлением полос поглощения 495, 622, 800, 1100 1196 см"1, при изучении оксидной пленки на инфракрасном спектрофотометре.
Здесь основным отличием спектра кристаболита от спектра кварца и тридимита является наличие полосы 622 см"1 /16/. Результаты окисления жидкого кремния осушенным кислородом и воздухом в интервале 1550-1610С приведены нарис. 1.1.
Окисление железа. Особенности фазовой диаграммы системы железо-кислород несколько осложняют картину окисления этого металла, причем эти осложнения не распространяются на реакции взаимодействия других металлов с кислородом. Железо образует три устойчивых оксида: вюстит FeO, магнетит РезС 4 и гематит РегОз. Диаграмма состояния системы железо-кислород, приведенная на рис. 1.2, заимствована нами из монографии Хансена /17/ и дополнена в части, относящейся к фазовому полю вюстита, данными из работы Энгелла и Марионы. Вюстит FeO представляет собой проводник р-типа причем то обстоятельство, что довольно широкий интервал его гомогенности даже не охватывает стехиометрического состава, показывает, что концентрация дефектов решетки в этом оксиде должна быть необычайно большой, скорость диффузии сравнительно высока. Магнитет Fe304 также существует с избытком кислорода, но этот избыток гораздо меньше, чем в случае вюстита, а концентрация дефектов соответственно ниже. Гематит РегОз является проводником n-типа, в котором диффундируют преимущественно анионы.
При температурах выше 250 С и при нормальном давлении воздуха или кислорода железо часто окисляется параболически. При температуре около 600С на кривой существует явная точка перегиба, которую наблюдали также и при несколько более низких температурах. Излом кривой при 560-600С явно обусловлен тем, что вюстит в компактном виде при температурах ниже 570С не устойчив, как это видно из диаграммы состояния системы Fe-О2. (рис. 1.2), хотя он способен сохраняться в виде тонкой пленки, прилегающей к поверхности железа, вплоть до 400 С. Этот нижний предел его существования зависит от толщины окалины и по мере ее утолщения смещается к 570С. В табл. 1.2 сопоставляются экспериментальные и теоретические значения констант параболической скорости окисления, причем последние были вычислены авторами /17/ по уравнению Вагнера: VПри низких температурах («250 С) скорость окисления железа зависит от индекс кристаллической грани и снижается в ряду (100) (111) (110) /18/. Зародыши оксида состоят преимущественно из Fe304, они растут, образуя однородную пленку. Вслед за тем происходит образование и рост зародышей Fe203 поверхностного слоя Fe304 /19,20/.
Окисление железа в области действия параболического закона усложняется образованием как минимум трех различных слоев оксида, и соотношение этих слоев может меняться в зависимости от температуры и парционального давления кислорода.
О взаимодействии оксида железа с оксидами кремния и бария
Ферросплавы - это сплавы железа с кремнием, марганцем, хромом, вольфрамом и другими элементами, применяемые в производстве стали для улучшения ее свойств и легирования. Вводить в сталь нужный элемент не в виде чистого металла, а в виде его сплава с железом удобнее вследствие более низкой температуры плавления и выгодное, так как стоимость ведущего элемента в сплаве с железом ниже по сравнению с технически чистым металлом.
Исходным сырьем для получения ферросплавов служат руды или концентраты. Для производства основных сплавов - ферросилиция, ферромарганца и феррохрома - пользуются рудами, так как в них содержание оксидов элемента, подлежащего восстановлению высокое.
Ферросплавы получают восстановлением оксидов соответствующих металлов. Для получения любого сплава необходимо выбрать подходящий восстановитель и создать условия, обеспечивающие высокое извлечение ценного элемента из перерабатываемого сырья. В зависимости от вида применяемого восстановителя различают три основных способа получения ферросплавов: углевосстановительный, силикотермический и алюминотермический. Силикотермическим и алюминотермическим способами получают ферросплавы с пониженным или очень низким содержанием углерода: среднеуглеродистые и малоуглеродистые ферромарганец и феррохром.
Ферросилиций применяют для раскисления и легирования стали и в качестве восстановителя при производстве некоторых ферросплавов. В электрических печах выплавляют ферросилиций различных марок с содержанием кремния 18-50% и 60-95%. При содержании кремния в сплаве в пределах 50-60% и при загрязнении его фосфором и алюминием сплав рассыпается в порошок с выделением ядовитых летучих соединений. Рудной составляющей шихты являются кварциты, содержащие не менее 95% Si02, не более 0,02% Р2О5 и возможно меньше шлакообразующих примесей (глинозема). Кварцит дробят до кусков размером 25-80 мм и отмывают от глины. В качестве восстановителя при выплавке 45 и 75%-ного ферросилиция применяют металлургический кокс кусками размером 10-25 мм. Для получения нужной концентрации кремния в сплаве в шихту вводят измельченную стружку углеродистых сталей. Чугунную стружку не применяют, так как она содержит много фосфора.
Ферросилиций марок Си 45 и Си 75 выплавляют в печах мощностью до 16,5МВа при напряжении до 175 в. Выплавка 45%-ного освоена в закрытых печах, которые позволяют использовать высококалорийный газ, уменьшить расход восстановителя и значительно улучшить условия труда. Температура плавления - одно из основных свойств ферросплавов, влияющих как на технологию получения ферросплава, так и на его дальнейшее использование.
Опыт ферросплавного производства показывает, что процесс получения сплава происходит без особых затруднений при температуре его плавления не более 1450-1500С /44/. Для применения ферросплавов при обработке жидкого металла температура их плавления должна быть, по мнению авторов /45-46/, ниже температуры кристаллизации, обрабатываемого металла: другие полагают, что температура плавления сплавов должна быть ниже температуры стали в ковше /47/. В справочной литературе иногда даны конкретные температуры /48/ в другом случае -интервал плавления сплава /49/, в третьем- интервал температур, обусловленный значительным колебанием состава металла одной марки.
Кремний является хорошим раскислителем, поэтому его сплавы используют при производстве сталей многих марок. Расход ферросилиция (в пересчете на ФС 45) составляет 0,65% от выпуска стали. Обычно в сталях содержится 0,12-0,35% Si, в высоколегированных кремнистых сталях его содержание достигает 2-3% и более. Введение в конструкционную сталь до 2% Si повышает ее твердость, прочность, пределы упругости и текучести. Кроме того, на 1 т литья расходуется в пересчете на ФС 18-20 кг ферросилиция и потребление ферросилиция в литейном производстве составляет 30-40% от потребления сталеплавильной промышленностью.
В последние годы заметно увеличилось производство ряда комплексных сплавов, изготовленных на основе ферросилиция и содержащих дополнительно барий, марганец, щелочноземельные металлы, редкоземельные металлы и другие элементы. Это связано с ростом потребности в сталях с особыми свойствами и в отливках из высокопрочного чугуна, необходимостью устранить отбел чугуна. Применение таких ферросплавов улучшает качество металла и обеспечивает повышение долговечности изделий из него и снижение расхода металла при производстве изделий. Серьезной является так же проблема обеспечения нормальных санитарно-гигиенических условий при производстве этих сплавов, особенно содержащих такие элементы, как стронций, барий и т.п. /50/.
Сплав успешно использовался в литейном производстве. Выплавка сплава характеризовалась устойчивой работой печи, высоким использованием марганца (92,4%) и низким расходом электроэнергии 108888 МДж/т (3000 квт х ч/т) /51/. При получении стронциевого ферросилиция с очень низким содержанием кальция сначала получают из целестинового концентрата (95% SrSC ) углевосстановительным процессом сплав с 15-55% Sr; 40-75% Si. Полученный сплав присаживают в жидкий ферросилиций в количестве, необходимом для обеспечения в нем 0,5-1,0% Sr /52/.
На ЧЭМК стронциевый ферросилиций получали заливкой стронциево-кремниевой лигатурой или металлического стронция в ковше жидкого ферросилицием. Сплав имел следующий состав: %, Sr - 0,83-1,7; Si - 67,5-7,1; Al-0,91,5; Са-0,3-0,82/53/.
Разработка промышленной технологии получения синтетического ферросилиция из отходов производства ТадАЗа
В электропечь входят следующие основные узлы и агрегаты; установка редуктора, поворотная рама, опорная рама, крышка с механизмом, два гидроцилиндра.
Установка индуктора состоит из индуктора, магнитопроводов сварного корпуса, футеровки подины, набивного тигля и верхнего футеровочного поясаворотника.Индуктор состоит из рабочей и холостой катушек. К рабочей катушке подводится напряжение, она передаёт энергию металла в тигле. Холостая катушка служит только для охлаждения стенки тигля. Катушки выполнены из медной или алюминиевой трубки специального профиля и охлаждаются водой. Катушка разделены на секции с таким расчётом, чтобы необходимый расход воды обеспечивался давлением в водопроводной магистрале от 2 до 4кгс/см2.
Плавку ферросилиция в индукционной печи ведут с «болотом» или пусковым слитком при первой плавке. В период первой плавки в тигель загружается только твёрдая шихта.
Скорость нарастания температуры в период разогрева металла должно быть не более 100 С в час. Шихта должна загружаться в печь в несколько приёмов, по мере расплавления предыдущих загрузок. После расплавления шихты и во избежание перегрева металла, разъеданию футеровки тигля и бурного перемешивания расплавленного металла необходимо понижать подаваемую к печь мощность, перейдя на более низкую ступень трансформатора.
Режим плавки и температура уточняются каждый раз в регламенте. При использовании «болота» загрузку компонентов в печь следует производить в следующей последовательности: стальной лом, порошок кремния. После полного расплавления всей шихты уровень металла не должен, доходить до верха тигля 160-200 мм. Перегреть металл в печи до 1380-1400 С, снять и взять пробу для определения химсостава ферросилиция.
Корректировку состава ферросилиция проводить в случае необходимости. Подъём мощности при разогреве до номинальной температуры следует вести с использованием каждой ступени напряжения трансформатора. Температура проточной воды и индуктора должна быть не выше 50 С. При повышении температуры должно срабатывать реле протока воды и включаться сигнализация. Величина утечки тока через индуктор не должно превышать 40 мА через футеровку 80 мА. В процессе плавки необходимо поддерживать номинальную мощность, не допуская перегрузки трансформатора, поддерживать близким к 1.0,используя регулируемую часть ёмкости конденсаторной батареи. Во время работы электропечи необходимо внимательно следить за процессом плавки, температурой и расходом охлаждающей воды, а также за состоянием футеровки тигля. По окончании плавки необходимо замерить температуру жидкого металла с помощью оптического пирометра или термопары. Отключить печь и произвести удаление шлака с поверхности металла. Далее производить его разливку в чугунных изложницах на чушки. производится по ГОСТ 24941-81. Для контроля химического состава пробы должны отбираться от жидкого металла каждой плавки из печи перед вылив кой металла. Пробы отмечаются номером плавки, номером пробы. Методы определения содержания кремния по ГОСТ 13230-81. -Ответственность за отбор, клеймении и передачу проб в ЦЗЛ возлагается на ОТК. -Температура металла в тигле печи перед заливкой должно составлять 1350-1400 С. -При показаниях пирометра 1400 С металл готов к разливке или визуально при плавлении «зеркала» металла (отсутствие плёнки оксида). В случае остановки печи на продолжительное время (обед, перемена) металл необходимо перегреть и включить низкую ступень трансформатора. Перед выпуском металла из печи, после остановки перейти на высокую ступень трансформатора, перегреть и слить плавку. В случае полного слива необходимо очистить от остатков шлака, осмотреть тигель, убедиться в его неисправности и вернуть электропечь в нормальное положение. Если работа на печи временно прекращается, в горячий тигель следует загрузит шихту или кусковой слиток, заложить асбестовым листом. Следует постоянно следить за сохранностью верхней части футеровки тигля и не допускать её разрушения. После окончания работы, а также при подготовке электропечи к последующим плавкам необходимо проверить состояние футеровки, очистить стенки тигля от шлака, обдуть сжатым воздухом индуктор электропечи и все контактные соединения.
Ростоустойчивость и жаростойкость серого чугуна, модифицированного ферросилицием, содержащим щёлочноземельные и редкоземельные металлы
По общей принятой классификации легирующие элементы делятся на две группы по их графитообразующей и карбидообразующей способности. Оценивают влияние различных элементов обычно путём определения отбеливаемости чугуна. Элементы, вызывающие кристаллизацию серого чугуна, т.е. способствующие выделению графита, уменьшают степень отбеливаемости. К ним относятся кремний, алюминий, никель, титан, кобальт, медь, фосфор и др. Такие элементы, как хром, марганец, ванадий, молибден, вольфрам, сера и некоторые другие элементы затрудняют вьщеление графита из расплава и способствуют кристаллизации белого чугуна. Элементы, увеличивающие отбеливаемость, можно расположить в порядке возрастания эффективности их влияния следующим образом: Mn, Sn, Cr, Mo, V, S, Те. Модификаторы, которые используются для получения высоко прочных чугунов, также увеличивают отбеливаемость. Элементы, которые уменьшают отбеливаемость в порядке увеличения эффективности их влияния располагаются таким образом: Си, Со, Ni, AI, Si. /60/.
Приведённое деление элементов, имеет чисто формальный характер, так как в пределах отдельных групп карбидообразующая или графитообразующая способность не постоянны и зависят от количества элемента в сплаве и от его степени чистоты, а также совместного нахождения в расплаве. Это подтверждается на примере алюминия, который в зависимости от количества в чугуне меняет свои свойства, способствуя то появлению графитизации, то карбидообразованию.
Кристаллизация карбидов или увеличение отбеливаемости может быть вызвано снижением термодинамической активности диффузионной подвижности углерода в расплавах, дезактивацией включений, способствующих образования графита и адсорбцией примеси на поверхности графитовы кристаллов. Кристаллизации графита и уменьшению отбеливаемости могут способствовать: повышение термодинамической активности углерода; пузыри газовой фазы и другие разрыхления раствора; неметаллические включения - инокуляторы и нейтрализация элементов, благоприятствующих отбеливанию.
Так называемые сфероидизирующие (глобуляризующие) графитмодификаторы, к которым относятся редкоземельные металлы, способствуют кристаллизации шаровидного графита, увеличивают отбеливаемость чугуна, что обусловлено кинетическими особенностями абнормальной эвтектической кристаллизацией Ж — Г +А. особенности некоторых редкоземельных и щёлочноземельных элементов
Рассмотрим индивидуальные, входящих в состав модификаторов и микродобавок на структуру и свойства чугуна.
Кальций входит в состав большинства комплексных модификаторов. При этом ему отводится ведущая роль в качестве дефосфоратора и десульфуратора. Раскислительная способность кальция объясняется тем, что он практически нерастворим в твёрдом и жидком железе. При введении кальция в чугун образуются оксиды, сульфиды и карбиды кальция. Сульфид кальция нерастворим в жидком металле и является тугоплавким соединением, тогда, как оксид кальция образует с кремнеземом плавки, обладающие пониженной температурой плавления. Образование кальция приводит к снижению концентрации углерода. Кальций как кремний и алюминий, способствует зарождению графитовой фазы при первичной кристаллизации чугуна. Доказательством тому служит повышение температуры кристаллизации чугуна с добавкой кальция. Кроме того, кальций снижает склонность чугуна к отбелу, обеспечивая более однородную микроструктуру во всех сечениях отливок и увеличивая прочность и плотность чугуна.
Стронций, введённый в небольших количествах (1,0 - 1,5%) в ферросилиций ФС - 75, успешно может применятся для устранения отбела в отливках из серого и высокопрочного чугуна. Стронций, содержащий ферросилиций, выпускаемый фирмой "Union Carbide ", высокоэффективен при содержании в нём до 0,5% кальция. Как было установлено /65, 63/ интенсивность прироста прочности на изгиб чугуна с пластинчатым графитом при присадке стронция, содержащего ферросилиций, оказалась в два раза ниже, чем при модифицировании лигатурой ФС 75. Твёрдость и микротвёрдость образцов, обработанных стронций содержащим ферросилицием, несколько повышается, тогда, как увеличение добавки ФС -75 несколько снижало их. Модифицирование стронций содержащим ферросилицием снижает также склонность чугуна к отбелу в 1,5 - 2,5 раза эффективнее, чем промышленный ФС - 75. При этом наряду с увеличением количества графита наблюдается улучшение его формы и распределения в тонкостенных отливках. Для достижения одинакового модифицирующего действия расход стронциевого модификатора по сравнению с расходом ФС - 75 уменьшается в 1,5-2 раза, что даёт возможность уменьшить потери тепла и количества алюминия, в результате чего создаются благоприятные условия для резкого снижения брака по газоусадочным дефектам при литье тонкостенных отливок из чугуна с шаровидным графитом ( в частности поршневых колец).
Барий, входит в состав известных модификаторов способствует образованию активных центров графитизации. Продолжительность действия бариевого модификатора значительно больше по сравнению с другими модификаторами.
Введение бария в состав силикокальциевых модификаторов значительно увеличивает число эвтектических зёрен, прочность отливок, а также снижает глубину отбела. При этом отбел уменьшается в той большей степени, чем выше содержание бария в модификаторе. Однако, увеличение содержания бария более 3-5% в модификаторе не проводило к уменьшению отбела /64-69/. Существенного влияния бария на форму графита в чугунах не обнаружено, хотя в некоторых работах /70/ отмечается, что увеличение количества бария в модификаторе увеличивает количество компактного графита.
Введением в состав бариевых модификаторов магния или церия получают комплексные модификаторы для получения глобулярного графита. Эти лигатуры рекомендуются применять при получении чугуна с шаровидным графитом для тонкостенных отливок. При введении алюминия в состав силико - кальциево-бариевых лигатур графитизирующая способность этих лигатур значительно возрастает /71/. Присадка небольших количеств этих модификаторов увеличивает по сравнению с исходным чугуном площадь, занимаемую графитом в 4-6 раз. При этом в зависимости от скорости охлаждения в структуре значительно увеличивается количество феррита и основа чугуна из ледебурито- перлитной изменяется до перлитноуферритной.
