ОБРАБОТКА МЕТАЛЛОВ Том 26 № 1 2024 204 МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЕ Рис. 7. Результаты по влиянию морфологии графита на начальное расширение (кривую сжатия) и тенденцию к усадке (Гф1 – пластинчатый, Гф5 – вермикулярный) Fig. 7. The results of the study of the infl uence of graphite morphology on the initial expansion (compression curve) and the tendency to shrinkage (Гф1 – lamellar, Гф5 – vermicular) следовательности затвердевания, по-видимому, оказывают сильное влияние [39] на склонность к макро- и микроусадке в ковком чугуне отливки. В работе [34] утверждается, что в расплаве чугуна обычно содержатся двойные оксидные пленки (bifi lms). Эти силикатные оксидные пленки обеспечивают подложку, на которой образуются оксисульфиды и зародыши графита. Наличием этих двойных силикатных пленок объясняют все многообразие морфологии графита. Пластинчатый графит растет вдоль пленок, а шаровидный – при разрушении этих пленок (например, при добавке магния). В работах [10– 17, 35–39] показано, что появление вермикулярной формы графита было связано не только с взаимодействием кремния с оксидом углерода, но также происходит за счет взаимодействия в данном случае монооксида кремния с зародышем графита. При понижении температуры металлического расплава снижается и поверхностная активность SiO [10–12], уменьшается его подвижность, и в месте образования он растворяется в графите, меняя его морфологию на вермикулярную [35–39]. В заключение отметим, что компоненты комбинированного модификатора (оксиды и карбиды кремния) не растворяются сразу при добавлении в расплав, их растворение происходит медленно, что дает эффект предварительной инокуляции, который медленно затухает и действует в течение нескольких часов [8, 12–15, 26, 28, 34–42]. В то же время поведение SiC перед модифицированием в расплавах серого чугуна недостаточно изучено, но утверждается [31, 41, 42], что во время растворения SiC в расплаве вокруг частиц SiC образуются кластеры графита в результате локального пересыщения расплава с Si и C. Эти графитовые кластеры, которые термодинамически метастабильны в течение определенного периода времени, играют важную роль в эффекте предварительного модифицирования SiC в расплаве и способствуют образованию графита и зародышеобразованию эвтектики. Растворение соединения FeSi также может привести к образованию кластеров графита, но из-за более высокой скорости растворения эти кластеры остаются стабильными только в течение коротких периодов времени. Следовательно, при растворении SiC образуется больше кластеров графита, которые сохраняются дольше, чем при растворении FeSi. Образование множества кластеров графита вокруг частиц SiC снижает содержание углерода в остальной части расплава, и поэтому зарождение аустенита происходит при более высоких температурах. Применение модификаторов из отходов кремниевого производства для достижения технологических свойств серых чугунов совместно с другими передовыми технологиями машиностроения и обработки металлов [43–50] позволит комплексно решать высокотехнологичные наукоемкие задачи. Выводы 1. Проведенные исследования по оценке модифицирующего влияния комбинированного модификатора, полученного из отходов кремниевого производства, при выплавке серых чугунов показали их высокую эффективность по сравнению с классическими модификаторами. Установлено, что добавление комбинированного модификатора на основе оксида и карбида кремния SiC вместо стандартного модификато-
RkJQdWJsaXNoZXIy MTk0ODM1