Модифицирование серого чугуна составами на основе нанодисперсных порошков карбидов вольфрама и титана

Abstract

Проведены эксперименты по модифицированию чугунов китайского производства, аналогичных российским маркам (СЧ-18 – СЧ-30), с использованием составов на основе смеси карбидов вольфрама и титана (нанодисперсные порошки карбидов были получены методом самораспространяющегося высокотемпературного синтеза (СВС) в сочетании с предварительной механической активацией (МА)). Были исследованы модификаторы состава WС:TiС = 70:30 с металлами-протекторами: хромом (50/50, модификатор М1); хромом и медью (25/25/50, модификатор М2) в пределах концентраций керамической фазы – 0,01-0,2 %; модификаторы вводили в форму и ковш. Были исследованы две конструкции литейных форм. Применение модификаторов при внутриформенном модифицировании может увеличить предел прочности при растяжении до 18,5 %, относительную коррозионную стойкость в соляной кислоте – до 58,8 %. При модифицировании в ковше прочность образцов увеличилась до 25-29 % лишь после 3,5 месяцев хранения. Полученные результаты свидетельствуют о том, что при исследовании процессов модифицирования серого чугуна модификаторами, содержащими нанодисперсные керамические фазы (WС, TiС), необходимо учитывать не только концентрации и состав модификаторов, но и различные технологические параметры (конструкция, объем литейной формы, способ введения модификаторов и другие)

Experiments involving modification of cast iron manufactured in China which is similar to Russian grades (SCh-18 – SCh-30) using the compositions based on a mixture of tungsten and titanium carbides were carried out. Nanodispersed carbide powders were obtained by means of self-propagating high-temperature synthesis (SHS) in combination with preliminary mechanical activation (MA). The studied modifying agents were WС:TiС = 70:30 with protector metals: chromium (50/50, M1 modifying agent); chromium and copper (25/25/50, modifying agent M2) within the range of concentrations of the ceramic phase – 0.01-0.2%; the modifying agents were introduced into the casting mold and into foundry ladle. Two designs of casting molds were studied. The use of modifying agents for intra-mold modification may lead to an increase in the tensile strength up to 18.5%, relative corrosion stability in hydrochloric acid up to 58.8%. After modification in ladle, the strength of the samples increased to 25-29% only after storage for 3.5 months. The results provide evidence that the studies of grey cast iron modification by the agents containing nanodispersed ceramic phases (WС, TiС) should take into account not only the concentrations and composition of modifying agents but also various technological parameters (design, mold volume, method of introduction of the modifying agent etc.)