Модификатор для железоуглеродистых расплавов и способ его изготовления Российский патент 2022 года по МПК C21C7/00 C21C1/00 

Изобретение относится к металлургии, в частности к составам смесей и сплавов, применяемых для модифицирования и микролегирования железоуглеродистых расплавов, а также к способам их получения.

Для измельчения структуры металла и повышения качества литых изделий в расплавы вводят специальные добавки, обеспечивающие формирование мелкокристаллического строения металлической матрицы. В качестве указанных модифицирующих добавок применяют тугоплавкие соединения (оксиды, карбиды, нитриды, карбонитриды и т.д.) в виде ультрадисперсных порошков и нанопорошков.

Так известен способ модифицирования сталей и сплавов (RU2454466, МПК C21C 5/52, C21C 7/06, опубл. 27.06.2012 г.), при котором в качестве модификаторов используют ультрадисперсные порошки и нанопорошки карбид вольфрама (WC) и карбонитрид титана (Ti_XC_YN_Z), полученные методом плазмохимического синтеза, в равных долях в диапазоне 5-10 вес.%, которые смешивают с никелевым порошком, после чего смесь компактируют и вводят в расплав перед окончанием плавки или в струю расплава при его выпуске в количестве 0,03-0,45% от массы расплава. В качестве матричного порошка используют порошок никеля марки НПЭ с размером частиц 10-50 мкм.

Известен способ внепечного модифицирования чугунов и сталей (RU2344180, МПК C21C 1/00, C21C 7/00, опубл. 20.01.2009 г.), включающий введение под струю металла или непосредственно в форму во время разливки металла модификатора в виде порошка, содержащего 50-90 мас.% тугоплавких керамических частиц размером не более 0,1 мкм, плакированных веществом-протектором, модификатор вводят в количестве 0,005-0,1 мас.% в пересчете на тугоплавкие керамические частицы, а в качестве вещества-протектора используют хром или никель, или их смесь.

Недостатком известных модификаторов, содержащих ультрадисперсные порошки и нанопорошки, является нестабильность результатов модифицирования, связанная с неравномерностью распределения модифицирующих частиц по объему расплава, возникающей в результате их коагуляции.

Кроме того, получение таких модификаторов характеризуется технологической сложностью, связанной с необходимостью либо компактирования ультрадисперсных порошков и нанопорошков, например, путем вакуумного спекания или холодного прессования, либо, например, плакирования керамических частиц.

Таким образом, известные способы получения и введения в жидкий металл модифицирующих ультрадисперсных порошков и нанопорошков не позволяют получить ожидаемый от такого введения модифицирующий эффект.

Известны способы модифицирования, при которых ультрадисперсные модифицирующие частицы не вводятся в расплав, а образуются в процессе его обработки порошковыми модификаторами.

Известен способ производства стали и чугуна (US10,465,258, МПК C21C 7/00; C21C 7/06; C21C 7/064; C21C 7/068; C22C 33/04; C22C 38/02; C22C 38/04; C22C 38/06; C22C 38/28; C22C 38/44, опубл. 05.11.2019 г.), включающий следующие этапы:

a. выплавка железосодержащего металла в плавильной печи,

b. введение в металл элементов, вступающих в реакцию с растворенными кислородом и/или углеродом с формированием мелкодисперсных оксидов и/или карбидов в расплаве,

c. после формирования упомянутых мелкодисперсных включений в расплаве поддержание температуры выше температуры ликвидус расплава и введение одного или нескольких элементов измельчения зерна в расплавленный металл для осаждения нитридов «элементов измельчения зерна металла» и получением расплавленного металла, содержащего нитриды металлов,

d. охлаждение расплава, содержащего взвесь вышеупомянутых нитридов ниже температуры солидус и кристаллизацию металла.

Элементы, добавляемые на этапе b, выбираются из группы, содержащей Al, Ba, Ca, Mg, Sr и Ti.

Элементы, добавляемые на этапе b, после основных раскислителей-модификаторов выбираются из группы, содержащей Al и Mg, формируют в расплаве 1-1000 ppm мелкодисперсных частиц оксидов (MgO, Al₂O₃), магниевой шпинели MgAl₂O₄ и/или MgO-Al₂O₃, которые облегчают выпадение нитридов.

Предложенный способ производства стали и чугуна оказывает хороший модифицирующий эффект на расплав металла, но требует выполнения сложной многоступенчатой цепочки технологических операций.

Известна композитная порошковая проволока (CN106636552 (A), МПК C21C 7/00; C21C 7/06; C21C 7/064, опубл. 10.05.2017 г.), содержащая кальциевый наполнитель и металлическую оболочку, покрывающую наполнитель. Между наполнителем и металлической оболочкой расположен сетчатый опорный слой из стали или железа. В состав наполнителя входит промежуточный защитный слой, состоящий из смеси порошков ферросилиция и сплава титана с нитридом кремния, содержащего редко-земельные металлы, барий и молибден. При этом промежуточный защитный слой окружает сердечник из металлического кальция. Размер частиц порошков, входящих в промежуточный защитный слой, менее 3 мм. Массовое отношение кальциевого сердечника к порошку ферросилиция и порошку сплава титана с нитридом кремния, содержащего редкоземельные элементы, барий и молибден составляет 1:(1-2):(2-5).

Наличие сплава титана с нитридом кремния в составе наполнителя порошковой проволоки указывает на теоретическую возможность образования в расплаве, обрабатываемом указанной проволокой, модифицирующих ультрадисперсных частиц. Но соотношение активных веществ (титана и азота) не рассчитано, что не позволяет определить эффективность и стабильность модифицирующего воздействия такой проволоки на расплав.

Состав наполнителя композитной порошковой проволоки выбран в качестве ближайшего аналога (прототипа).

Целью создания настоящего изобретения является разработка модификатора для железоуглеродистых расплавов, в котором модифицирующие ультрадисперсные частицы образуются в процессе внепечной обработки расплава, и действие которого одновременно направлено на:

- снижение ликвационной неоднородности при кристаллизации,

- диспергирование макро- и микроструктуры,

- повышение однородности микроструктуры,

и, как результат, повышение прочностных и вязкостных свойств металла (отливки).

Достижение поставленной цели обеспечивается за счет того, что модификатор содержит, по крайней мере, один сплав на кремнистой или железной основе, модифицированный ультрадисперсными частицами соединений Ме и N нестехиометрического состава в количестве, обеспечивающем массовое соотношение переходного металла IV-V группы периодической системы (Ме) к азоту (N) равным 5,0 - 35,0.

Кроме того, частные случаи выполнения модификатора характеризуются следующим.

Сплав на кремнистой основе может содержать щелочно-земельные и/или редко-земельные металлы.

При этом модификатор содержит компоненты в следующем соотношении, мас. %:

Кремний не более 80,0 ∑ Щелочно-земельных металлов не более 60,0 ∑ Редко-земельных металлов не более 40,0 Переходный металл IV-V группы периодической системы (Ме) не более 30,0 Железо
Азот
Углерод не более 95,0
не более 6,0
не более 5,0

В качестве переходного металла IV-V группы периодической системы (Ме) использован металл из группы: титан (Ti), цирконий (Zr), гафний (Hf), ванадий (V), ниобий (Nb), тантал (Ta).

В качестве щелочно-земельного металла использован, по крайней мере, один металл из группы: магний (Mg), кальций (Ca), стронций (Sr), барий (Ba).

Модификатор в преимущественном варианте выполнен в виде наполнителя для порошковой проволоки или в виде фракционированного модификатора или в виде брикета.

Способ изготовления модификатора заключается в подготовке и смешивании порошка сплава, содержащего, по крайней мере, один переходный металл IV-V группы периодической системы (Me), и порошка азотирующего агента в количестве, обеспечивающем массовое соотношение переходного металла (Ме) к азоту (N) равным 5,0 - 35,0, введение полученной смеси порошков в качестве наполнителя в порошковую проволоку, введение полученной порошковой проволоки в расплав на основе кремния или железа, разливка полученного расплава.

Количество порошковой проволоки, вводимой в расплав на основе кремния или железа, должно обеспечивать содержание в нем тугоплавких модифицирующих частиц из расчета содержания Me равным 1 - 30%.

Разливку полученного кремнийсодержащего расплава осуществляют на слитки или на установку ускоренной кристаллизации сплава с последующим дроблением и фракционированием.

Из полученного расплава на железной основе получают дробь.

Технический результат, достигаемый при использовании модификатора, заключается в равномерном распределении по всему объему расплава ультрадисперсных инокулирующих частиц нестехиометрических соединений Ме и азота (N) в указанном

массовом соотношении Me/N равным 5,0 - 35,0 (Ме - переходный металл IV-V группы периодической системы).

Образование ультрадисперсных модифицирующих частиц в процессе изготовления модификатора исключает их коагуляцию и позволяет частицам равномерно распределяться по всему объему модифицируемого расплава, что, как следствие, обеспечивает высокий модифицирующий эффект.

Ультрадисперсные модифицирующие частицы нестехиометрического состава образуются в расплаве модификатора в процессе его выплавки, т.е. ультрадисперсные модифицирующие частицы нестехиометрического состава содержатся в порошках сплава модификатора до его введения в железоуглеродистый расплав и распределяются по обрабатываемому металлу при расплавлении частиц модификатора.

Наличие в составе модификатора на кремнистой основе щелочно-земельных металлов, редко-земельных металлов и флюсообразующей смеси создает условия для наиболее эффективной работы модификатора в расплаве и обеспечивает его рафинирование.

Применение предлагаемого модификатора обеспечивает целевое воздействие на формирование структуры металла, заключающееся в снижении ликвационной неоднородности при кристаллизации, диспергировании макро- и микроструктуры, повышении однородности микроструктуры, а применение модификатора в частных вариантах его выполнения дополнительно обеспечивает снижение загрязненности металла по неметаллическим включениям, повышение чистоты зерен по сульфидным и нитридным пленочным включениям; и, как следствие, применение всех вариантов состава модификатора согласно настоящему изобретению обеспечивает повышение прочности и ударной вязкости готовой отливки при отрицательных (минусовых) температурах.

Способ получения модификатора уникален, не имеет аналогов. В результате реализации способа получают модификатор с уникальным набором компонентов.

Воздействие модификатора на железоуглеродистый расплав металла осуществляется следующим образом.

Ультрадисперсные модифицирующие частицы соединений нестехиометрического состава, содержащиеся в порошке сплавов на кремнистой или железной основе, попадают в жидкий металл при расплавлении модификатора в процессе обработки, осуществляя модифицирующее воздействие.

В результате взаимодействия Ме и азота (N) формируются ультрадисперсные модифицирующие частицы нестехиометрического состава. Ме представляет собой сумму переходных металлов IV-V группы периодической системы, состоящей из, по крайней мере, одного металла группы: титан (Ti), цирконий (Zr), гафний (Hf), ванадий (V), ниобий (Nb), тантал (Ta). Образующиеся модифицирующие частицы нестехиометрического состава могут быть охарактеризованы, например, такой химической формулой как MeN_1-X и/или MeC_1-YN_1-Х, где N - азот, С - углерод, а Х,Y - отклонение от стехиометрии, находящееся в диапазоне от 0,1 до 0,9. Образующиеся модифицирующие частицы нестехиометрического состава могут иметь и иное соотношение элементов. Анализ диаграмм состояния систем Me-N и Me-C [1] показывает, что указанные металлы (Ме) образуют с азотом и углеродом широкие области гомогенных растворов нестехиометрического состава. Активность образующихся модифицирующих частиц, соответствующих по составу областям гомогенных растворов, связана с их способностью к сорбции азота и углерода в октаэдрических и/или тетраэдрических пустотах кристаллических решеток данных частиц. Усвоение углерода и азота из расплава в предкристаллизационный период, создает в расплаве зоны ликвационного переохлаждения в микрообъемах, окружающих ультрадисперсные тугоплавкие частицы, что облегчает образование зародышевых центров с характерной для железоуглеродистого сплава кристаллической решеткой, ведет к резкому увеличению количества зародышей и, как следствие, к измельчению структуры металла.

Максимальное отношение Me/N определяется таким образом, чтобы Me не растворялся в матрице основного расплава. При этом значение Me/N должно находиться достаточно далеко от стехиометрического соотношения в соответствующей системе, что будет определять активность (емкость) соединения по отношению к азоту и углероду. В ходе проведения большого количества экспериментов установлено, что рациональное массовое соотношение Me/N составляет 5,0 - 35,0. При соотношении более 35,0 не обеспечивается необходимый модифицирующий эффект, так как малое количество азота не позволяет образоваться ультрадисперсным нестехиометрическим частицам в достаточном количестве, а избыточный Ме растворяется в матрице расплава. При соотношении менее 5,0 в основном образуются стехиометрические соединения, не оказывающие модифицирующего воздействия на расплав.

При дополнительном введении в модификатор щелочно-земельных (ЩЗМ) и/или редко-земельных (РЗМ) металлов элементы ЩЗМ и РЗМ взаимодействуют с растворенными в расплаве примесями, в первую очередь, с кислородом и серой, тем самым защищая ультрадисперсные модифицирующие частицы от окисления, а также повышая чистоту металла по неметаллическим включениям и очищая границы образующихся зерен от сульфидных и нитридных пленочных включений.

Количество применяемого сплава щелочно-земельных металлов на кремнистой основе, как правило, составляет 0,2 - 0,4 % от объема обрабатываемого металла. В преимущественном варианте, но не ограниченно, соотношение щелочно-земельных металлов к редко-земельным металлам, определенное опытным путем в зависимости от особенностей технологии обработки железоуглеродистых расплавов, составляет от 0,002 до 3,0.

В качестве редко-земельного металла использован, по крайней мере один, редкоземельный металл группы: церий (Ce), лантан (La), иттрий (Y), неодим (Nd), празеодим (Pr).

В качестве щелочно-земельного металла использован, по крайней мере, один металл из группы: магний (Mg), кальций (Ca), стронций (Sr), барий (Ba).

Модификатор может вводиться в расплав россыпью в виде дроби, капсул, брикетов и т.д., а также может использоваться в качестве наполнителя для порошковой проволоки.

Способ изготовления модификатора заключается в подготовке и смешивании порошка сплава, содержащего, по крайней мере, один переходный металл IV-V группы периодической системы (Me), и порошка азотирующего агента в количестве, обеспечивающем массовое соотношение переходного металла (Ме) к азоту (N) равным 5,0 - 35,0, с порошком флюсообразующей смеси и введение полученной смеси порошков в качестве наполнителя в порошковую проволоку.

В качестве азотирующего агента, выполняющего роль поставщика азота для формирования модифицирующих частиц, подобран, по крайней мере, один компонент из группы: азотированный ферросилиций (FeSiN), азотированный ферросиликомагний (FeSiMgN), азотированный ферросиликокальций (FeSiCaN), азотированный хром (CrN), азотированный феррохром (FeCrN), азотированный ферросиликохром (FeSiCrN), азотированный марганец (MnN), азотированный ферромарганец (FeMnN), азотированный ферросиликомарганец (FeSiMnN), карбамид (CH₄N₂O) и/или хлорид аммония (NH₄C) и/или карбонат аммония (NH₄HCO₃) и т.д.

В качестве флюсообразующей смеси может быть использована смесь криолита и/или оксидов и/или карбонатов и/или галогенидов щелочно-земельных и/или щелочных металлов, например, CaO и/или CaF₂ и/или MgF₂ и/или Na₃(AlF)₆ и/или CaCO₃ и/или BaCO₃ и/или SrCO₃ и/или CaCl₂ и/или NaCl и/или KCl.

Полученную порошковую проволоку вводят в расплав на основе кремния, например, в расплав ферросилиция, или в расплав на основе железа, например, в расплав стали или чугуна. До введения порошковой проволоки в расплав на основе кремния в него могут быть введены щелочно-земельные и/или редко-земельные металлы. Количество порошковой проволоки, вводимой в расплав, должно обеспечивать содержание в нем тугоплавких модифицирующих частиц из расчета содержания Me равным 1 - 30 %. При содержании в расплаве Ме более 30% резко увеличивается температура плавления получаемого модификатора, что, как следствие, приводит к технологическим сложностям при его выпуске из печи, связанным с тем, что расплав модификатора теряет текучесть, становится вязким, что затрудняет процесс его разливки.

Флюсообразующая смесь, входящая в состав модификатора, выполняет роль химически активной реакционной среды для диффузионных химико-термических процессов синтеза модифицирующих частиц нестехиометрического состава, повышает активность поверхностных слоев модифицирующих частиц, а после обработки удаляется в шлаковую фазу, способствуя процессу рафинирования расплав от неметаллических включений.

После расплавления порошковой проволоки расплав на кремнистой основе разливают на слитки или на установку ускоренной кристаллизации сплава, описанную, например, в патентах RU2116864, RU2101131. После получения слитков или кристаллизационного расплава модификатор дробят и фракционируют. После расплавления порошковой проволоки из расплава на железной основе изготавливают дробь. Полученный модификатор может быть использован в качестве наполнителя для порошковой проволоки, а также в виде крупки, дроби, брикета и т.д., вводимых под струю при разливке обрабатываемого сплава.

Введение модификатора в железоуглеродистый расплав сопровождается:

- равномерным распределением тугоплавких ультрадисперсных нерастворимых частиц модифицирующих соединений;

- воздействием нестехиометрических модифицирующих частиц на расплав, обусловленным способностью нестехиометрических соединений Me к селективной экстракции неметаллических элементов (углерод, азот) из расплава, локальным обеднением расплава в контактных слоях по углероду и азоту, приводящее к концентрационному переохлаждению, инициирующему зародышеобразование;

При дополнительном введении в модификатор сплавов с ЩЗМ и РЗМ, воздействие модификатора на расплав сопровождается:

- активным взаимодействием щелочно-земельных и редко-земельных металлов с вредными примесями (кислород и сера), рафинированием металла и защитой образующихся нестехиометрических соединений от окисления;

- активным взаимодействием щелочно-земельных и редко-земельных металлов с продуктами первичного раскисления металла (тугоплавкие силикаты, алюминаты и алюмосиликаты), рафинированием металла.

Сущность настоящего изобретения поясняется примерами применения модификатора для внепечного модифицирования железоуглеродистых расплавов.

Модификатор с разным составом компонентов в соответствии с настоящим изобретением принудительно вводили в качестве наполнителя порошковой проволоки. Целью модифицирующей обработки было повышение прочностных и вязкостных свойств отливок из стали 20ГЛ при сохранении неизменными других параметров. Исследования проводились с использованием производственной и научно-исследовательской базы ООО НПП Технология г. Челябинск.

В таблице 1 представлены варианты состава модификатора с указанием их количественного и качественного состава, а также для сравнения показателей модификации приведены два варианта состава известного из уровня техники модификатора.

Структурные характеристики полученных после модифицирующей обработки образцов литого металла определяли непосредственно в литом состоянии и после их термообработки (закалка при t° = 920°С, нормализация при t° = 520°С).

Определение прочностных и пластических свойств готовых отливок проводили по ГОСТ 1497-84, а ударную вязкость при отрицательных температурах по ГОСТ 9454-78. Полученные данные были сведены в таблицу 2.

Для определения наиболее эффективного состава модификатора проводили не менее трех испытаний ударной вязкости готовых отливок при температуре - 60 °С.

Таблица 1. Варианты состава модификатора* с указанием количества вводимых компонентов в мас. % № п/п образца
модификатора Порошок, по крайней мере, одного сплава на кремнистой или железной основе, модифицированный ультрадисперсными частицами соединений нестехиометрического состава состав расход
кг/т Известный образец 1
СК30 ГОСТ 4762-71
и ФТи70С1 (ГОСТ 4761-91) Si - 57,5; Ca - 25,1;
Ti - 9.0; Fe - остальное 2.5 Известный образец 2
Insteel®7
ТУ 0820-014-72684889-2015 Si - 45,6; Ca - 12,8;
Ti - 8,4; Ba - 5,1
РЗМ - 5,1; Fe - остальное 2.5 Образец 1** TiN_0,3 (Ti/N=11,4) - 25;
Fe -5.4; Si - основа 1,5 Образец 2** TiN_0.3 (Ti/N=11,4) - 10;
Fe - основа 1,5 Образец 3 Ca - 5,2; Ba - 15,2;
TiN_0,25 (Ti/N=13,7) - 25;
Fe - 6,2; Si - основа 2,5 Образец 4 Ca - 5,1; Ba - 15,0;
TiN_0.3 (Ti/N=11,4) - 15;
Fe - 15,8; Si - основа 2,5 Образец 5 Ca - 5,4; Ba - 15,3;
VN_0,25 (V/N=14,6) - 25;
Fe - 5,4; Si - основа 2,5 Образец 6 Ca - 5,5; Ba - 15,6;
ZrN_0.5 (Zn/N=13,0) - 15;
Fe - 17,2; Si - основа 2,5 * Альтернативные варианты состава порошков сплава на кремнистой или железной основе, модифицированного ультрадисперсными частицами соединений нестехиометрического состава, согласно настоящему изобретению, не раскрытые в приведённых примерах согласно таблице 1, оказывают на расплав металла аналогичное модифицирующее воздействие.
**Модификатором обрабатывали расплав предварительно раскисленный алюминием и модифицированный силикокальцием.

Таблица 2. Показатели модифицированных отливок из стали 20ГЛ после введения модификатора, а также модификаторов известного состава. Указанные показатели соответствуют средним значениям, установленным по результатам десяти проведенных плавок. № п/п образца модификатора Ударная вязкость
KCV^-60,
Н/мм² Относительное
удлинение
δ, % Твердость,
НВ Предел
текучести, σ_0,2, МПа Предел прочности, σв, МПа Известный образец 1 25 22 160 370 585 Известный образец 2 26 25 163 400 590 Образец 1 32 30 161 410 601 Образец 2 34 31 157 400 593 Образец 3 36 34 165 420 604 Образец 4 39 35 163 410 602 Образец 5 37 34 166 420 606 Образец 6 40 36 168 425 609

Использование в составе модификатора азотирующих компонентов и Ме в указанных соотношениях, достаточных для образования ультрадисперсных модифицирующих частиц нестехиометрического состава, способствует:

- измельчению дендритной структуры при кристаллизации и подавлению образования Видманштеттовой структуры при превращении аустенита;

- снижению структурной и ликвационной неоднородности;

- повышению однородности микроструктуры термообработанного металла.

Из полученных данных (таблица 2) видно, что использование предлагаемых модификаторов привело к повышению прочностных характеристик металла, в т.ч. низкотемпературной вязкости.

Анализ результатов испытаний показывает, что обработка расплава всеми составами модификатора позволяет улучшить результаты, полученные при обработке стали известными составами модификаторов (известные образцы 1 и 2 в таблице 1, 2).

Использование предложенного модификатора для модифицирования железоуглеродистых расплавов позволяет уменьшить зону столбчатых кристаллов, получить мелкодисперсную равноосную структуру, повысить ударную вязкость и предел текучести готовой отливки (см. таблицу 2).

В результате микролегирования и модифицирования структуры получены стали высокой эксплуатационной надежности для работы металлоизделий в сложных климатических и коррозионных условиях при знакопеременных нагрузках.

Предлагаемый модификатор технологичен в изготовлении, может быть произведен с использованием известного оборудования, материалов и технологий.

Использованные в этом описании термины и словосочетания: «содержащий», «состоящий», «в преимущественном варианте», «преимущественно», «в частности», «может быть» и их варианты, не должны интерпретироваться как исключающие присутствие других материалов, веществ, элементов, компонентов.

Источник информации:

1. Лякишев Н.П. Диаграммы состояния двойных металлических систем. Справочник в трех томах, Том 1. Москва, Машиностроение 1996 г., 993 с.

Изобретение относится к металлургии, в частности к составам смесей и сплавов, применяемых для модифицирования и микролегирования железоуглеродистых расплавов. Модификатор содержит по крайней мере один сплав на кремнистой или железной основе, модифицированный ультрадисперсными частицами соединений переходного металла IV-V группы Периодической системы (Ме) и азота (N) нестехиометрического состава в количестве, обеспечивающем массовое соотношение переходного металла (Ме) к азоту (N) равным 5,0-35,0. Изобретение обеспечивает образование и равномерное распределение по всему объему расплава ультрадисперсных инокулирующих частиц нестехиометрических соединений Ме и азота (N) в указанном массовом соотношении, при этом образование ультрадисперсных модифицирующих частиц в процессе обработки расплава исключает их коагуляцию и позволяет частицам равномерно распределяться по всему объему расплава, обеспечивая высокий модифицирующий эффект. 2 н. и 8 з.п. ф-лы, 2 табл.

1. Модификатор для железоуглеродистых расплавов, характеризующийся тем, что он содержит по крайней мере один сплав на кремнистой или железной основе, модифицированный ультрадисперсными частицами соединений Ме и N нестехиометрического состава в количестве, обеспечивающем массовое соотношение переходного металла IV-V группы Периодической системы (Ме) к азоту (N) равным 5,0-35,0.

2. Модификатор по п. 1, отличающийся тем, что в качестве переходного металла IV-V группы Периодической системы (Ме) использован титан, и/или цирконий, и/или гафний, и/или ванадий, и/или ниобий, и/или тантал.

3. Модификатор по п. 1, отличающийся тем, что сплав на кремнистой основе содержит щелочно-земельные и/или редкоземельные металлы.

4. Модификатор по п. 3, отличающийся тем, что он содержит компоненты в следующем соотношении, мас.%:

Кремний не более 80,0 Σ Щелочно-земельных металлов не более 60,0 Σ Редкоземельных металлов не более 40,0 Переходный металл IV-V группы Периодической системы (Ме) не более 30,0 Железо
Азот
Углерод не более 95,0
не более 6,0
не более 5,0

5. Модификатор по п. 1, отличающийся тем, что в качестве щелочно-земельного металла использован по крайней мере один металл из группы: магний, кальций, стронций, барий.

6. Модификатор по п. 1, отличающийся тем, что он выполнен в виде наполнителя для порошковой проволоки, или в виде фракционированного модификатора, или в виде брикета.

7. Способ изготовления модификатора по п. 1, заключающийся в смешивании порошка сплава, содержащего по крайней мере один переходный металл IV-V группы Периодической системы (Me), и порошка азотирующего агента в количестве, обеспечивающем массовое соотношение переходного металла (Ме) к азоту (N) равным 5,0-35,0, введении полученной смеси порошков в качестве наполнителя в порошковую проволоку, введении полученной порошковой проволоки в расплав на основе кремния или железа, разливке полученного расплава.

8. Способ изготовления модификатора по п. 7, отличающийся тем, что количество порошковой проволоки, вводимой в расплав на основе кремния или железа, должно обеспечивать содержание в нем тугоплавких модифицирующих частиц из расчета содержания Me равным 1-30 мас.%.

9. Способ изготовления модификатора по п. 7, отличающийся тем, что разливку полученного кремнийсодержащего расплава осуществляют на слитки или на установку ускоренной кристаллизации сплава с последующим дроблением и фракционированием.

10. Способ изготовления модификатора по п. 7, отличающийся тем, что из полученного расплава на железной основе получают дробь.