» » О содержании водорода в чугуне в связи с обработкой его модифицирующими, демодифицирующими и ремодифицирующими элементами
25.12.2014

Для определения содержания водорода в чугуне в зависимости от присадок модифицирующих, демодифицирующих и ремодифицирующих элементов проведены две серии плавок. Расчетное количество вводимых добавок, а также конечный химический состав двух плавок из первой серии и некоторых плавок из второй серии приведены в табл. 1.
Первая серия плавок проводилась в высокочастотной индукционной печи емкостью 30 кг на чугуне ЛК-3 и железоуглеродистом сплаве, полученном науглероживанием железного порошка марки АПЖФ-К переплавкой его в графитовом тигле.
О содержании водорода в чугуне в связи с обработкой его модифицирующими, демодифицирующими и ремодифицирующими элементами

Чугун обрабатывался металлическим магнием в герметизированном ковше. Демодификаторы и ремодификаторы добавлялись непосредственно в печь. Газосодержание определялось методом экстракции газов в вакууме при 50° С в цилиндрических образцах диаметром 5мм, отлитых в металлическую форму.
В табл. 2 показано содержание водорода в см3 на 100 г металла для исходного чугуна после обработки магнием, после вторичной обработки его 95% ферросилицием, после присадки висмута и свинца и, наконец, после присадки церия.
Из приведенных данных видно, что чугун, необработанный магнием, содержит в несколько раз меньше водорода, чем тот же чугун, обработанный магнием.
Для изучения влияния модификаторов, демодификаторов и ремодификаторов в сплаве без наличия кремния проведены исследования плавок, шихтовым материалом для которых служил синтетический низкокремнистый железо-углеродистый сплав (С — 5,02%, Si — 0,29%, Mn — 0,2%).
Плавки проводились в алундовых тиглях печи Таммана и в высокочастотном плавильном контуре. Для максимального исключения посторонних факторов во всех опытах присадки вводились при одинаковой температуре, равной или близкой 1450° С. Пробы заливались в хорошо прогретую форму прямо из тигля, чтобы исключить влияние абсорбирующейся влаги.
Порядок ввода присадок был для всех плавок одинаковым. При 1450° вводились металлические висмут и свинец, затем лантан или иттрий. Последним вводился магний в виде никель-магниевой лигатуры. После ее ввода сразу же заливался образец для анализа водорода.
Результаты этой серии плавок, как и первой, представлены в табл. 3.
Из табл. 3 видно, что с увеличением как вводимого, так и остаточного магния содержание водорода в чугуне увеличивается при неизменном количестве вводимых демодификаторов. Так, при вводе 1,7% никель-магниевой лигатуры содержание водорода в чугуне почти в 2,5 раза больше, чем при вводе 0,5% никель-магниевой лигатуры при неизменном количестве вводимых свинца и висмута, соответственно равном 0,03% и 0,01%.
При вводе 0,01% висмута и 0,03% свинца количество водорода в чугуне равно 1,4 cm3/100 г, а при вводе 0,0515% висмута и 0,0512% свинца — около 1,0 см3/100г. В первом случае вводилось 1,165%, а во втором 1,7% никель-магниевой лигатуры. Остаточное содержание магния соответственно равно 0,105 и 0,106 %. Отсюда видно, что демодификаторы способствуют уменьшению содержания водорода в чугуне и тем больше, чем больше их присаживается в чугун.
О содержании водорода в чугуне в связи с обработкой его модифицирующими, демодифицирующими и ремодифицирующими элементами

В табл. 3 показано также увеличение содержания водорода в чугуне после ввода ремодификатора лантана по сравнению с чугуном, где такой добавки нет. Количество же присаженных никель-магниевой лигатуры и демодификаторов висмута и свинца в обоих случаях одинаково и равно соответственно 0,5, 0,01 и 0,03%.
В табл. 3 показан общий характер изменения содержания водорода в чугуне в зависимости от присадок модифицирующих, демодифицирующих и ремодифицирующих элементов при прочих равных условиях.
Уменьшение содержания водорода в чугуне после присадки демодификаторов связано, очевидно, с разрушением микроскопических пузырьков вследствие процессов демодифицирования и уменьшением динамической вязкости чугуна. Повторное незначительное увеличение содержания водорода при ремодифицировании вызывается тем, что вместе с ремодификаторами дополнительно вводится водород.