Чугунная чушка (слиток) ЛР3 в Минске


Чугунная чушка (слиток) ЛР3 — литейный передельный чугун для ответственного машиностроения

Чугунная чушка ЛР3 — это литейный передельный чугун, предназначенный для производства высоконагруженных отливок в условиях серийного и массового литейного производства. Маркировка ЛР3 относится к группе литейных чугунов с регламентированным содержанием легирующих элементов, что обеспечивает стабильность механических свойств при заливке в песчано-глинистые формы, кокиль и при центробежном литье.

Основное отличие чугуна ЛР3 от товарных чугунов общего назначения — ужесточённый контроль по содержанию фосфора и серы, а также нормирование примесей хрома, ванадия и титана. Это позволяет использовать чушку ЛР3 без дополнительного рафинирования в электродуговых и индукционных печах при выплавке отливок ответственного назначения, работающих при знакопеременных нагрузках и в условиях абразивного износа.

Химический состав и металлургические характеристики

Чугун ЛР3 поставляется в чушках массой 18–25 кг, что удобно для дозирования при загрузке в плавильные агрегаты. Химический состав нормируется по содержанию кремния, марганца, фосфора и серы. Типичные значения для ЛР3:

  • содержание кремния — 1,2–1,8 %;
  • содержание марганца — 0,5–0,9 %;
  • содержание фосфора — не более 0,08 %;
  • содержание серы — не более 0,03 %;
  • содержание хрома — не более 0,05 %.

Благодаря низкому содержанию фосфора и серы, чугун ЛР3 обеспечивает получение отливок с плотной мелкозернистой структурой без хрупких фосфидных эвтектик. Это критически важно для деталей гидроцилиндров, тормозных дисков и корпусов насосов, где недопустимы усадочные раковины и горячие трещины.

Технологические свойства при плавке и заливке

Чугун ЛР3 обладает хорошей жидкотекучестью в интервале температур заливки 1320–1380 C. Усадка при кристаллизации составляет 0,9–1,1 %, что позволяет проектировать литниковые системы с минимальными прибылями. При модифицировании ферросилицием ФС75 или силикокальцием СК15 из чугуна ЛР3 получают отливки с перлитной металлической основой и пластинчатым графитом, обеспечивающим демпфирующую способность при вибрационных нагрузках.

Для повышения износостойкости рабочих поверхностей чугун ЛР3 подвергают закалке с нагревом ТВЧ до твёрдости 45–52 HRC. При этом сохраняется вязкая сердцевина, что предотвращает сколы и выкрашивание кромок у деталей, работающих в паре с абразивными материалами.

Применение в промышленности

Чугунная чушка ЛР3 востребована в литейных цехах предприятий тяжёлого машиностроения, станкостроения и автомобильной промышленности. Из неё изготавливают:

  • корпуса редукторов и коробок передач;
  • станины металлорежущих станков;
  • блоки цилиндров и головки блока для дизельных двигателей;
  • тормозные барабаны и диски для грузового транспорта;
  • корпуса центробежных насосов и запорной арматуры.

При использовании ЛР3 в качестве шихтовой заготовки в вагранках и индукционных тигельных печах ИЧТ-1,0 и ИЧТ-2,5 достигается стабильный химический состав расплава от плавки к плавке, что сокращает количество брака по твёрдости и механическим свойствам.

Сравнение с другими марками литейного чугуна

МаркаСодержание Si, %Содержание P, %Содержание S, %Типичное применение
ЛР31,2–1,8 0,08 0,03Ответственные отливки, работающие при знакопеременных нагрузках
ЛР21,8–2,4 0,10 0,04Отливки общего назначения, станины и корпуса
ЛР40,8–1,2 0,07 0,02Высокопрочные отливки с последующей термообработкой

По сравнению с чугуном ЛР2, марка ЛР3 обеспечивает более высокую прочность на сжатие и лучшее сопротивление термической усталости, что делает её предпочтительной для деталей, эксплуатирующихся при перепадах температур от –50 до +300 C.

Условия хранения и подготовки к плавке

Чушки ЛР3 поставляются с очищенной поверхностью без пригара и коррозионных поражений. Хранение должно осуществляться в закрытых складских помещениях или под навесом с защитой от атмосферных осадков. Перед загрузкой в печь рекомендуется подогрев шихты до 80–120 C для удаления конденсатной влаги и снижения риска выброса расплава.

При расчёте шихты для получения серого чугуна марки СЧ20 или СЧ25 доля ЛР3 обычно составляет 40–60 % от массы металлозавалки, остальное — стальной лом и возврат собственного производства. Такой состав обеспечивает оптимальное сочетание жидкотекучести и прочностных характеристик отливок.

Вопросы и ответы

Чем отличается чугун ЛР3 от чугуна ЛР2?

ЛР3 имеет пониженное содержание кремния (1,2–1,8 % против 1,8–2,4 % у ЛР2) и более жёсткие ограничения по фосфору и сере. Это обеспечивает более высокую плотность отливок и лучшую сопротивляемость усадочным дефектам при изготовлении толстостенных деталей.

Можно ли использовать ЛР3 для отливок, работающих при высоких температурах?

Да, чугун ЛР3 подходит для деталей, эксплуатирующихся при температурах до 300 C, например, для выпускных коллекторов и корпусов турбокомпрессоров. При более высоких температурах рекомендуется применять легированные чугуны с добавками хрома и молибдена.

Какая твёрдость достигается после закалки ТВЧ из чугуна ЛР3?

При закалке с нагревом ТВЧ и последующим низким отпуском твёрдость поверхности достигает 45–52 HRC при сохранении вязкой сердцевины. Это позволяет использовать такие детали в узлах трения с абразивным износом.

В каких плавильных агрегатах рекомендуется плавить чушку ЛР3?

Чугун ЛР3 успешно переплавляется в индукционных тигельных печах ИЧТ, дуговых печах ДСП и вагранках. Для стабильного усвоения кремния и марганца рекомендуется загружать чушку в нижнюю часть шихты под слой стального лома.