Ферросиликомагниевый сплав с редкоземельными металлами (РЗМ) широко применяется как сфероидизатор для ВЧШГ различных марок. Он решает задачи, недоступные стальному литью, и используется в оборонной промышленности, аэрокосмической и судостроительной отраслях, высокоскоростных железных дорогах, автомобилестроении, сельхозтехнике и гражданском машиностроении, являясь стратегическим материалом Китая.
Ферросиликомагниевый сплав с редкоземельными металлами (РЗМ) широко применяется как сфероидизатор для ВЧШГ различных марок. Он решает задачи, недоступные стальному литью, и используется в оборонной промышленности, аэрокосмической и судостроительной отраслях, высокоскоростных железных дорогах, автомобилестроении, сельхозтехнике и гражданском машиностроении, являясь стратегическим материалом Китая.
При традиционном производстве графит кристаллизуется в пластинчатой форме. Слабые междоусные связи и склонность к слоистому сдвигу обуславливают низкую прочность и вязкость, не отвечающую требованиям к инженерным материалам. Для решения проблемы проводится сфероидизация чугуна, преобразующая >90% графита в сфероиды. Обрабатывающий сплав называется сфероидизатором, полученный чугун — высокопрочным чугуном с шаровидным графитом (ВЧШГ).
Сфероидальная форма графита в ВЧШГ принципиально изменяет металлическую матрицу, радикально повышая прочность и вязкость отливок, что значительно улучшает их механико-физические свойства и обеспечивает повсеместное применение в инженерных конструкциях.
Согласно национальному стандарту GB/T 1348-2009 "Механические свойства и структура матрицы высокопрочного чугуна с шаровидным графитом" видно, что предел прочности при растяжении σb составляет 350-900 МПа и выше, относительное удлинение достигает δ 22%, что принципиально отличает его от серого и вермикулярного чугунов.
Производство высокопрочного чугуна обязательно включает этап модификации. Метод применения сфероидизатора прост и удобен. В настоящее время повсеместно используется колошельковый способ, который подробно описан в различных литературных источниках.
Выбор марки сфероидизатора определяется содержанием серы (S) в исходном жидком чугуне и углеродным эквивалентом согласно стандарту GB/T 28702-2012
◆ При содержании S < 0.03% и углеродном эквиваленте < 4.26% применяются марки сфероидизаторов от 4-1 до 7-2.
◆ При содержании S 0.04-0.05% и углеродном эквиваленте > 4.26% применяются марки от 8-3 до 8-5.
◆ При содержании S > 0.06% и углеродном эквиваленте > 4.6% применяется марка 8-7. Возможно производство по стандарту GB/T 4138-2004 с повышенным содержанием REM и Mg по требованию заказчика.
Производители определяют правильность дозировки сфероидизатора по остаточному содержанию Mg и REM в отливках, на основании чего подтверждают соответствие изделий стандартам.
Остаточное содержание магния (Mg) и редкоземельных металлов (REM) в отливке определяется толщиной стенки сфероидизированной детали
Толщина отливки | <30мм | 30-70мм | 70-130мм | 130-250мм |
Остаточный Mg (%) | 0.03-0.04 | 0.03-0.045 | 0.035-0.05 | 0.03-0.08 |
Остаточные REM (%) | <0.02 | 0.02-0.03 | 0.03-0.04 | 0.01-0.02 |
Оптимальное содержание остаточного Mg и РЗМ гарантирует высокий процент годного литья В противном случае избыток Mg вызывает газовые раковины избыток РЗМ образует цементит отбел.
Дозировку сфероидизатора корректируют по степени отбела треугольной пробы Рекомендуемая норма добавки 1.2-1.3%.
Фракция поставки 5-35 мм для ковшей 500-1200 кг Иные фракции согласовываются в контракте.
Марки ВЧШГ: Механические свойства и структура матрицы GB/T1348-2009
Марка материала | Предел прочности
σb/ МПа |
Предел текучести
σ0.2/МПа |
Относит. удлинение
% δ |
Твёрдость по Бринеллю HBW | Структура матрицы |
QT350-22L | 350 | 220 | 22 | ≤160 | Феррит |
QT350-22R | 350 | 220 | 22 | ≤160 | Феррит |
QT350-22 | 350 | 220 | 22 | ≤160 | Феррит |
QT400-18L | 400 | 240 | 18 | 120-175 | Феррит |
QT400-18R | 400 | 250 | 18 | 120-175 | Феррит |
QT400-18 | 400 | 250 | 15 | 120*-175 | Феррит |
QT400-15 | 400 | 250 | 15 | 120-180 | Феррит |
QT450-10 | 450 | 310 | 10 | 160-210 | Феррит |
QT500-7 | 500 | 320 | 7 | 170-230 | Феррит+Перлит |
QT550-5 | 550 | 350 | 5 | 180-250 | Феррит+Перлит |
QT600-3 | 600 | 370 | 3 | 190-270 | Перлит+Феррит |
QT700-2 | 700 | 420 | 2 | 225-305 | Перлит |
QT800-2 | 800 | 480 | 2 | 245-335 | Перлит+Сорбит+Отп. мартенсит/Троостит |
QT900-2 | 900 | 600 | 2 | 280-360 | Троостит+Сорбит |
Примечание
◆ Буква "L" означает требования к ударной вязкости при низких температурах (-20°C или -40°C).
◆ Буква "R" означает требования к ударной вязкости при комнатной температуре (23°C).
Редкоземельный ферросплав магния и кремния (Сфероидизирующий модификатор): Марки и химический состав (GB/T 28702-2012)
№ | Марка | Химический состав, % | Сокращенная марка | ||||
Mg | RE | Si | Ai | Ti | |||
1 | Mg4RE | 3.5-4.5 | >0-1.5 | ≤4.8 | <1.0 | <0.5 | 4-1 |
2 | Mg4RE2 | 3.5-4.5 | >1.5-2.5 | ≤4.8 | <1.0 | <0.5 | 4-2 |
3 | Mg5RE | >4.5-5.5 | >0-1.5 | ≤4.8 | <1.0 | <0.5 | 5-1 |
4 | Mg5RE2 | >4.5-5.5 | >1.5-2.5 | ≤4.8 | <1.0 | <0.5 | 5-2 |
5 | Mg6RE | >5.5-6.5 | >0-1.5 | ≤4.8 | <1.0 | <0.5 | 6-1 |
6 | Mg6RE2 | >5.5-6.5 | >1.5-2.5 | ≤4.8 | <1.0 | <0.5 | 6-2 |
7 | Mg6RE3 | >5.5-6.5 | >2.5-3.5 | ≤4.8 | <1.0 | <0.5 | 6-3 |
8 | Mg7RE | >6.5-7.5 | >0-1.5 | ≤4.8 | <1.0 | <0.5 | 7-1 |
9 | Mg7RE2 | >6.5-7.5 | >1.5-2.5 | ≤4.8 | <1.0 | <0.5 | 7-2 |
10 | Mg8RE3 | >7.5-8.5 | >2.5-3.5 | ≤4.8 | <1.0 | <0.5 | 8-3 |
11 | Mg8RE5 | >7.5-8.5 | 4.5-5.5 | ≤4.8 | <1.0 | <0.5 | 8-5 |
12 | Mg8RE7 | >7.5-8.5 | 6.5-7.5 | ≤4.8 | <1.0 | <0.5 | 8-7 |
1. Плотность: 4,0 - 4,6 г/см³
2. Внешний вид: Нерегулярные куски, серебристо-серого цвета, блестящие. Недопустимо наличие порошкообразования и посторонних включений.
3. Гранулометрический состав поставки (мм): 5 - 35. Другие фракции оговариваются дополнительно в контракте между Поставщиком и Покупателем.
4. Температура плавления: 1100 - 1180 °C
5. Продукт упакован во влагозащитные полипропиленовые мешки. Вес нетто одного мешка составляет 25 кг. Каждая упаковочная единица сопровождается сертификатом качества (паспортом качества) на продукцию.