THEORY AND PRACTICE OF INOCULATION FOR HIGH-GRADE GRAY CAST IRONRAILWAY CASTINGS

Authors

  • A. V. CHAIKIN Smolensk Regional Branch of the All-Russian Public Organization “Russian Foundry Association” (SRO RFA), Russia, Smolensk Author

DOI:

https://doi.org/10.32339/0135-5910-2024-5-37-44

Keywords:

modification, cast iron, casting, modeling, dispersed particles, crystallization centers

Abstract

JSC “Cheboksary Aggregate Plant” has mastered the production of high-strength gray cast iron "wedge
friction" railway castings (grade SCH30) intended for freight wagon bogies. According to the casting's technical specifications, the presence of interdendritic graphite and cementite in the vertical and sloping walls of the casting is not allowed. However, in separate batches, interdendritic graphite and up to 10 % cementite were found in the controlled walls of the castings. To solve the problem of obtaining castings with a blemish-free microstructure, the iron modification technology was changed. Instead of ferrosilicon FS 75, a more effective composite dispersed inoculant was developed and implemented. The advantages of the latter, which consisted of chemically treated ultrafine modifier (USM) and a byproduct of organosilane production (KSM), were theoretically substantiated. The advantages of the developed modifier over FS75 were confirmed by modeling the behavior of inoculant’s particles when filling the “wedge friction” cavities in the FLOW-3D program. USM and KSM particles were evenly distributed throughout the volume of the castings at all observed heights of the controlled casting walls. They served as graphite crystallization centers throughout the solidification time of the castings, ensuring the absence of blemishes in the castings. The introduction of the developed material into production allowed reducing the modifier consumption by 6.25 times, ensuring the absence of blemishes in the castings, achieving the required mechanical properties of the iron, and an economic effect of over 4 million rubles.

Author Biography

  • A. V. CHAIKIN, Smolensk Regional Branch of the All-Russian Public Organization “Russian Foundry Association” (SRO RFA), Russia, Smolensk

    PhD (Tech.), Chairman

References

ТУ 3183-234-01124323–2007. Клин фрикционный из серого чугуна для тележек грузовых вагонов. — М.:

ВНИИЖТ. — 6 с.

Чайкин А. В., Чайкин В. А. Технология модифицирования отливок из серого чугуна высоких марок с применением смесевых дисперсных модификаторов: монография. — М.: Изд-во МГОУ, 2012. — 140 с.

Семенов В. И. Зарождение кристаллической фазы при затвердевании металлов // Заготовительные производства в машиностроении. 2007. № 9. С. 3–9.

Рябчиков И. В. История развития производства модификаторов и основные требования к ним // Металлургия машиностроения. 2006. № 5. С. 2–5.

Жучков В. И., Заякин О. В., Шешуков О. Ю. Разработка рациональных составов ферросплавов для обработки стали и чугуна // Теория и практика металлургических процессов при производстве отливок из черных сплавов: сб. докладов литейного консилиума № 2, 4–6 декабря 2006. — Челябинск. С. 88–91.

Давыдов С. В., Панов А. Г., Корниенко А. Э. Рынок модификаторов — хаос или развитие // Металлургия

машиностроения. 2006. № 3. С. 8, 9.

Кобелев Н. И., Козлов А. В., Зуйков С. С. и др. Смесевые модификаторы для чугунов // Литейное производство. 1989. № 12. С. 6–8.

Хрычиков В. Е., Калинин В. Т., Кривошеев В. А. и др. Ультрадисперсные модификаторы для повышения

качества отливок // Литейное производство. 2007. № 7. С. 2–6.

Калинин В. Т. Научные основы прогрессивных технологий модифицирования и легирования чугунов для

отливок металлургического оборудования: автореф. дис. … д-ра техн. наук. — Днепропетровск, 2005. —

с.

Седельников В. В., Гурдин В. И. Влияние ультрадисперсных порошков на форму кристаллов и свойства

кристаллизующихся систем // Металлургия машиностроения. 2004. № 6. С. 24–26.

Седельников В. В. Структурообразование кристаллизующихся систем при модифицировании их ультрадисперсными порошками // Литейное производство. 2005. № 1. С. 2–5.

Мамина Л. И., Гильманшина Т. Р., Аникина В. И. и др. Влияние времени активации на параметры структуры графита // Известия вузов. Порошковая металлургия и функциональные покрытия. 2014. № 3. С. 21–

DOI: 10.17073/1997-308X-2014-3-21-25.

BULLETIN «FERROUS METALLURGY» • Vol. 80 • 5• 2024 ―――――――――――――――――――――――――――――――― 43

Баранов В. Н. Активация графита различного кристаллохимического строения для огнеупорных изделий и красок в литейном производстве: дис. … канд. техн. наук. — Красноярск, 2005. — 131 с.

Мамина Л. И., Королева Г. А., Гильманшина Т. Р. Перспективные способы обогащения графита // Литейное производство. 2003. № 2. С. 16–18.

Хананашвили Л. М. Химия и технология элементоорганических мономеров и полимеров. — М.: Химия,

— 528 с.

Чайкин А. В., Вольнов И. Н., Чайкин В. А. Разработка составов дисперсных смесевых модификаторов с

помощью программы FLOW-3D // Литейное производство. 2010. № 10. С. 21–26.

Чайкин В. А., Чайкин А. В., Вольнов И. Н., Малихин В. М. Использование моделирования и методов

математической статистики для анализа процесса модифицирования чугуна // Заготовительное производство в машиностроении. 2009. № 4. С. 3–8.

Чайкин А. В. Научные основы инновационных технологий печной и внепечной обработки чугунов и сталей для отливок ответственного назначения: монография. — СПб: Наукоемкие технологии, 2022. — 245 с

Published

2026-06-16

Issue

Section

Металлургическое оборудование и литейное производство

How to Cite

THEORY AND PRACTICE OF INOCULATION FOR HIGH-GRADE GRAY CAST IRONRAILWAY CASTINGS. (2026). Ferrous Metallurgy. Bulletin of Scientific , Technical and Economic Information, 80(5), 37-44. https://doi.org/10.32339/0135-5910-2024-5-37-44