В табл. 3 приведены механические свойства чугуна в зависимости от формы графитных выделений. В таблице наглядно представлено, что при одинаковом содержании углерода при небольших выделениях графита, в особенности при сфероидальной (шарообразной) форме их, механические свойства чугуна получаются наиболее высокими.

Второй путь повышения качества чугунного литья – это уменьшение общего количества графита. Его можно осуществить снижением общего содержания углерода в чугуне. Из сравнения свойств чугунов, приведенных в табл. 3, и указаний диаграммы (рис. 19) следует, что влияние количества графита на свойства чугуна очень сильно и что слишком высокое содержание углерода может понизить прочность чугуна в 2–3 раза. Поэтому в настоящее время изготовляют в значительном количестве малоуглеродистые чугуны с общим содержанием углерода лишь в 2,6–2,9% (вместо 3,1–3,4%).

Влияние содержания графита на предел прочности чугуна

Рис. 19 Влияние содержания графита на предел прочности чугуна

Подобный чугун менее расположен к графитизации, и углерод в нем может находиться в значительной части связанным в виде цементита. Чтобы избежать отбела в тонких частях отливки и достигнуть размельчения графита, прибегают к присадке к жидкому малоуглеродистому чугуну веществ, вызывающих в нем формирование многочисленных центров кристаллизации графита. В результате этого графит в структуре чугуна получает вид очень мелких пластинок и чешуек. Вещества, которые добавляются в жидкий чугун для получения необходимой формы графита, называются модификаторами, а приобретаемый при этом чугун повышенного качества – модифицированным. Таким образом, при добавке присадки модификатора получается не белый чугун, а серый.
В качестве модификатора применяются разнообразные добавки, причем в их состав и в технологию модифицирования непрерывно вносятся усовершенствования.

Таблица 3. Изменение механических свойств чугуна в зависимости от формы графитовых выделений

Свойства чугуна в зависимости от формы графитовых выделений

Чаще всего модификатором служит кремний, вводимый в виде 75%-ного ферросилиция или силикокальция.

Л.И. Какурин рекомендует для лучшего подбора содержания углерода и кремния в зависимости от толщины отливок пользоваться уравнением

C+Si+lgδ=Σ

где δ – толщина отливки, мм;
Σ – постоянное число, зависящее от желательной структуры отливки.
К.П. Ващенко на основании своих работ, в которых он пользовался приведенным уравнением, считает, что химический состав модифицированных чугунов должен ориентировочно удовлетворять уравнению

C+Si=5,5-lgδ

На логарифмическую зависимость между толщиной стенки отливки и суммой С + Si еще ранее указывал проф. Н.Г. Гиршович.