Choice and evaluation of inoculants for S.G. Iron
Выбор и оценка модификаторов для шарографитного чугуна
Избор и оценка на модификатори за сферографитен чугун

A. A. NOFAL
M. A. MAHMOUD

Spheroidal cast iron with slightly hypereutectic composition was produced using different spheroidizer-inoculant combinations. Spheroidizing treatments used included the addition of mischmetall, magnesium (as MgNi), Mg+misch-metall or Mg+Bi whereas inoculation was performed using one of four widely used commercial inoculants, foundry grade FeSi, superseed, SL-80 or Ba-SMZ. Effectiveness of these inoculants was evaluated through the measurement of chill depth (or hardness), eutectic cell (or nodule) count and undercooling of eutectic solidification.

Ingots of different treatments were cast into molds made from 50 mm diameter insulating sleeves placed over a 50 mm - thick steel chill, so that a wide range of cooling rates was obtained. Thermocouples were placed at different heights from the chill and cooling curves were recorded for all the investigated heats using Leeds & Northrup Speedo-max W.

The response of S.G. iron to inoculation was found to differ largely with spheroidizing treatment as well as cooling rate. For a specific casting solidified at certain cooling rate, there was an optimum combination of spheroidizing-inoculating materials which would give the highest nodule count and/or lower carbide content. Superseed was not only the most powerful inoculant with Mg-treated irons, but also was at least equivalent to standard FeSi in the presence of Ce, whether used alone, or in conjunction with Mg, in the spheroidizing alloy. For all inoculating practices adopted, the higher tendency to carbide formation and graphite degeneration in Ce-treated irons indicated that suitable inoculating materials and procedure have to be further developed.

The effectiveness of inoculation treatment could be assessed from certain characteristics of the cooling curves. Successful inoculation was associated with higher eutectic arrest temperatures, shorter times elapsed before recales-cence start after undercooling, higher slopes at the tail end of eutectic arrest.


При помощи различных комбинаций шарообразующего модификатора был изготовлен шарографитный чугун слабо надэвтектичного состава. Шарообразующая обработка включала добавление мишметалла, магния (как MgNi), Mg+мишметалл или Мg+Вi в то время как модифицирование проводилось использованием одного из четырех широко применяемых модификаторов в промышленности: FeSi из литейного производства, "суперсийд", ZL-80 или Ва-SМZ.

Оценка эффективности этих модификаторов проводилась измерением толщины отдела (или твердости) эвтектичной клетки (сферы) и переохлаждения эвтектичного солидуса.

Бруски различной обработки отливались в формах, изготовленных из футерованных втулок диаметром 50 мм, установленных на стальные охладители толщиной 50 мм, так чтобы получалась широкая гамма скоростей охлаждения. На различной высоте от охладителя были установлены термоэлементы и записывались кривые охлаждения для всех исследуемых расплавов при помощи прибора "Спийдомакс VV" фирмы "Лийдс Нортрып".

Было установлено, что реакция шарографитного чугуна по отношению к модификатора различается в большой степени в зависимости от шарообразующей обработки и от скорости охлаждения. Для данной отливки, кристаллизировавшей при определенной скорости охлаждения существует оптимальная комбинация из шарообразующих - модифицирующих материалов, которые дают самое высокое число шаровидных образований и/или более низкое содержание карбидов. "Суперсийд" оказался не только самым эффективным модификатором для чугунов, обрабатываемых Мg, но оказался менее всего равным стандартному FeSi - модификатору в присутствии Се, независимо используется ли самостоятельно или в сочетании с Мg в шарообразующем сплаве. При всех применяемых методах самую выраженную тенденцию к карбидообразованию и графитной дегенерации и чугунов, обрабатываемых Се говорит о необходимости продолжать разрабатывать подходящие материалы и методы для модифицирования.

Эффективность модифицирующей обработки можно оценить характеристиками кривых охлаждения. Успешное модифицирование связывается с более высокими температурами эвтектичного задержания, более коротким временем до начала рекалесценции после переохлаждения и более большими спадами в конце эвтектичного задерживания.