Модификаторы. Тех.информация

Модификатор

Слово «модификатор» (от лат. modifico) означает изменение формы. Поэтому им названа специфическая группа литейных сплавов и композиций, небольшое количество которых, при введении в расплав того или иного сплава, приводит к существенному изменению строения, а вместе с тем и эксплуатационных свойств получаемых из него отливок и слитков.©ИЦМ(www.modificator.ru)

Более подробное определение - модификатор (от позднелат. modifico - видоизменяю, меняю форму) металлов и сплавов - это вещество, малые дозы которого существенно изменяют структуру и свойства обработанного им металла или сплава. Эффект от такой обработки называется модифицированием.

Согласно классификации П.А. Ребиндера, модификаторы делят на две группы.

 Модификаторы первого рода - поверхностно-активные вещества - адсорбируются на зародышах, возникающих на центрах кристаллизации, и тормозят их рост, в результате чего появляется большое количество новых зародышей, рост которых становится возможным из-за уменьшения концентрации модификатора на их поверхности.

Модификаторы второго рода - так называемые модификаторы инокулирующего действия - облегчают образование в расплаве центров кристаллизации, например коллоидных частиц, оказывающих влияние на зарождение кристаллов металлических фаз при затвердевании. При появлении большого числа таких центров образуется повышенное количество мелких зёрен основной фазы или мелких включений других фаз. Иногда на этих центрах кристаллизуются фазы, иначе не выпадающие в материале.

Модификаторы обеих групп размельчают зёрна материала (включений), но модификаторы первого рода усиливают переохлаждение расплавов при кристаллизации, а второго - уменьшают.

Модификаторы чугуна. Модификаторы стали

Для стали и чугуна применяют модификаторы самого широко спектра. Традиционными материалами для обработки железоуглеродистых расплавов (сталей и чугунов) были: графит, всевозможные ферросплавы (феррохром, ферромарганец, феррованадий), а также модификаторы, основной компонент которых - кремний (силикокальций, силикобарий, ферросилиций), и другие виды модификаторов и ферросплавов. Такие традиционные модификаторы производятся известными ферросплавными заводами по устаревшим ГОСТам и ТУ, которые были разработаны ещё в советское время.

Существуют некоторые традиционные модификаторы для чёрных сплавов, например ФСМг, которые по ряду причин на больших ферросплавных производствах изготавливать нецелесообразно. Одновременно с этим требования к качеству модификаторов для обработки как стали, так и чугуна, растут, поэтому производителям модификаторов приходится разрабатывать собственные технические условия - согласно этим требованиям.

По мнению специалистов для внепечной обработки сталей наиболее широко применяют магний, алюминий, щелочноземельные и некоторые редкоземельные элементы.

©ИЦМ(www.modificator.ru)

На сегодняшний день существует более 500 действующих типов различных модификаторов для чугуна и стали, содержащих от двух-трёх до 15 компонентов. При этом количество составов модификаторов переваливает за тысячу, если учитывать все патенты на составы модификаторов, многие из которых никогда не существовали в реальности ("виртуальные" модификаторы). Это происходит по вполне объяснимой причине - потому что разработать модификатор "в теории" гораздо проще, чем преодолеть следующие, более дорогостоящие и сложные этапы, а именно проработку технических условий, апробацию и внедрение конкретного модификатора для чугуна или стали в реальное литейное производство.

Способы обработки модификаторами чугуна и стали, точнее сказать - расплавов чугунов и сталей, также очень разнообразны. Это всевозможные печные и внепечные способы обработки расплава, например, обработка порошковой проволокой с модификатором, обработка модифицирующими брикетами и т.д.

Ситуацию на рынке модификаторов многие специалисты оценивают как "хаос", так как при имеющемся положении вещей разобраться в составах и свойствах модификаторов для сталей и чугунов очень сложно.

Комплексные модификаторы

Производители отливок из чугунов и сталей обычно рассчитывают на получение "таблетки от всего" и ждут от модификатора именно комплексного решения проблем.

Комплексные модификаторы должны выполнять, как правило, сразу несколько задач: легирование, микролегирование, десульфурация, раскисление, инокулирование. Прежде всего это справедливо для комплексных модификаторов на основе магния и многокомпонентых лигатур.©ИЦМ(www.modificator.ru)

При этом комплексные модификаторы сами являются сложнолегированными, многокомпонентными сплавами. В состав комплексных модификаторов могут входить щелочноземельные металлы (ЩЗМ), такие как магний, кальций, барий, стронций; редкоземельные металлы (РЗМ), карбидообразующие, нитридообразующие, легирующие элементы. К комплексным модификаторам в плане многокомпонентности материала относятся и так называемые нано-модификаторы, которые при этом выполняют именно узкоспециальную функцию модифицирования.