Ферросиликомагний ФСМг-9 в Минске


Ферросиликомагний ФСМг-9: состав и назначение

Ферросиликомагний марки ФСМг-9 — лигатура, применяемая для модифицирования чугуна в ковше и в форме. Массовая доля магния в сплаве составляет 8–10%, что соответствует требованиям ГОСТ 1485. Основное назначение ФСМг-9 — сфероидизирующая обработка расплава с получением высокопрочного чугуна с шаровидным графитом (ВЧШГ). Введение магния в чугун обеспечивает сфероидизацию графитных включений, что повышает прочностные характеристики отливок без потери пластичности.

Химический состав ФСМг-9 включает кремний (45–55%), магний (8–10%), кальций (до 2%), а также примеси — алюминий, титан, фосфор и серу в регламентированных пределах. Соотношение кремния и магния подобрано для обеспечения стабильного усвоения магния расплавом при температурах обработки 1380–1480 C. Кальций в составе лигатуры способствует снижению окисляемости магния и повышает эффективность модифицирования.

Технология применения ФСМг-9

Ввод ферросиликомагния ФСМг-9 осуществляется в ковш перед заливкой или непосредственно в литейную форму (метод «инмолд»). Для ковшевого модифицирования применяют фракции 5–25 мм, для внутриформенного — 1–5 мм. Расход лигатуры зависит от требуемого содержания остаточного магния в отливке (0,03–0,06%) и составляет 1,0–1,8% от массы металла. При обработке расплава в ковше рекомендуется использовать крытый ковш с отношением высоты к диаметру не менее 1,5 для снижения пироэффекта.

Усвоение магния при корректной технологии обработки достигает 40–60%. На эффективность влияют температура расплава, содержание серы в исходном чугуне (не более 0,02%) и способ ввода лигатуры. Для снижения окисления магния применяют присадку ферросилиция ФС75 совместно с ФСМг-9 в соотношении 1:2–1:3.

Влияние ФСМг-9 на свойства чугуна

Обработка ферросиликомагнием ФСМг-9 обеспечивает получение чугуна с шаровидным графитом, который характеризуется:

  • пределом прочности при растяжении 400–800 МПа в зависимости от марки чугуна (ВЧ40–ВЧ80);
  • относительным удлинением 2–15% для ферритных и феррито-перлитных структур;
  • ударной вязкостью до 12 Дж/см при температуре –40 C для хладостойких исполнений;
  • стабильной микроструктурой — доля шаровидного графита не менее 90% по ГОСТ 3443;
  • равномерным распределением графитных включений по сечению отливки.

Модифицирование ФСМг-9 также снижает отбел в тонкостенных сечениях отливок за счет графитизирующего действия кремния, входящего в состав лигатуры. Это позволяет получать отливки с толщиной стенки от 4 мм без дополнительного сфероидизирующего отжига.

Применение в промышленности

Ферросиликомагний ФСМг-9 используется в литейных цехах машиностроительных предприятий для производства ответственных отливок:

  • коленчатые валы и распределительные валы двигателей внутреннего сгорания;
  • корпуса насосов, арматура и запорные устройства для нефтегазовой отрасли;
  • ступицы, рычаги и кронштейны ходовой части грузового транспорта;
  • зубчатые колеса и шестерни для редукторных узлов;
  • корпуса турбокомпрессоров и выпускные коллекторы.

Для получения высокопрочного чугуна с ферритной структурой после модифицирования ФСМг-9 проводят графитизирующий отжиг при 700–750 C. При производстве отливок с перлитной структурой дополнительная термическая обработка не требуется — перлит формируется в процессе кристаллизации при контролируемом охлаждении.

ПараметрЗначение для ФСМг-9Метод контроляТипичное применениеФракция поставки
Массовая доля Mg, %8–10Химический анализ по ГОСТ 1485Ковшевое модифицирование5–25 мм
Массовая доля Si, %45–55ГОСТ 1485Внутриформенное модифицирование1–5 мм
Массовая доля Ca, %0,5–2,0Атомно-эмиссионный анализСнижение окисляемости Mg0,5–2 мм
Температура обработки, C1380–1480Термопара погруженияКовшовая обработка—
Расход лигатуры, %1,0–1,8Расчет по массе металлаВЧШГ с остаточным Mg 0,03–0,06%—

Условия поставки и хранения

Ферросиликомагний ФСМг-9 поставляется в дробленом виде с контролируемым гранулометрическим составом. Допустимое отклонение по фракции — не более 10% по массе. Лигатура упаковывается в стальные барабаны или мягкие контейнеры МКР с полиэтиленовым вкладышем для защиты от увлажнения. Хранение осуществляется в закрытых складских помещениях при относительной влажности не более 70%. Срок хранения не ограничен при соблюдении условий — сплав не подвержен старению и не теряет модифицирующих свойств.

Вопросы и ответы

Чем отличается ФСМг-9 от ферросилиция ФС75?

ФСМг-9 содержит 8–10% магния, который обеспечивает сфероидизацию графита в чугуне. ФС75 — графитизирующий модификатор без магния, он не формирует шаровидный графит, а только влияет на форму и распределение пластинчатого графита в сером чугуне.

Какой остаточный магний должен быть в отливке после обработки ФСМг-9?

Оптимальное содержание остаточного магния в высокопрочном чугуне составляет 0,03–0,06%. При меньшем содержании графит не полностью сфероидизируется, при большем — возрастает склонность к отбелу и усадочным дефектам.

Можно ли использовать ФСМг-9 для чугуна с высоким содержанием серы?

Содержание серы в исходном расплаве не должно превышать 0,02%. При более высокой концентрации сера связывает магний в сульфиды, снижая эффективность модифицирования. Требуется предварительное обессеривание расплава содой или карбидом кальция.

Какая фракция ФСМг-9 оптимальна для внутриформенного модифицирования?

Для метода «инмолд» применяют фракцию 1–5 мм. Мелкая фракция обеспечивает быстрое растворение лигатуры в потоке металла, но при чрезмерно мелком помоле возрастают потери магния на окисление и угар.