Чугунные отливки АЧС-3: жаростойкий легированный чугун для литых деталей печного оборудования
АЧС-3 — легированный жаростойкий чугун с пластинчатым графитом, применяемый для изготовления отливок, работающих в условиях повышенных температур и газовой коррозии. Отливки из АЧС-3 получают литьём в песчано-глинистые формы, кокиль или методом точного литья по выплавляемым моделям. Структура материала — перлитная или перлитно-ферритная основа с равномерно распределёнными включениями пластинчатого графита и карбидной составляющей, что обеспечивает стойкость к окислению при нагреве до 900–1000 C.
Химический состав и легирование
Жаростойкость АЧС-3 достигается введением кремния и алюминия, образующих на поверхности защитные оксидные плёнки. Хром и никель дополнительно повышают сопротивление высокотемпературному окислению и росту чугуна.
- Углерод — 2,8–3,5 %
- Кремний — 4,0–5,5 %
- Алюминий — 2,0–4,0 %
- Хром — до 1,5 %
- Марганец — 0,4–0,8 %
- Сера и фосфор — не более 0,12 % каждого
Механические и эксплуатационные свойства
Прочностные характеристики АЧС-3 ниже, чем у нелегированного серого чугуна, однако материал сохраняет работоспособность в условиях циклического нагрева и охлаждения. Предел прочности при растяжении — 120–180 МПа, твёрдость — 180–250 HB. Коэффициент линейного расширения — 12–14 10 1/C в диапазоне 20–800 C. Рост чугуна при длительной эксплуатации при 900 C не превышает 0,2 % за 1000 часов.
| Параметр | Значение | Условия | Единица | Метод контроля |
|---|---|---|---|---|
| Предел прочности при растяжении | 120–180 | 20 C | МПа | ГОСТ 27208 |
| Твёрдость по Бринеллю | 180–250 | 20 C | HB | ГОСТ 9012 |
| Максимальная рабочая температура | 900–1000 | окислительная среда | C | ГОСТ 7769 |
| Рост при нагреве | 0,2 | 900 C, 1000 ч | % | ГОСТ 7769 |
| Жаростойкость (потеря массы) | 0,5 | 950 C, 100 ч | г/(мч) | ГОСТ 6130 |
Области применения отливок АЧС-3
Отливки из АЧС-3 востребованы в металлургии, машиностроении и энергетике — там, где детали контактируют с горячими газами и расплавами.
- Колосники, балки и решётки нагревательных печей прокатных станов
- Горелочные камни и фурменные устройства котельных агрегатов
- Изложницы и поддоны для литья цветных металлов
- Детали обжиговых тележек агломерационных и цементных печей
- Элементы газоходов и дымовых каналов термического оборудования
- Корпуса камер сгорания сушильных установок
Технология литья и механической обработки
Заливка расплава производится при температуре 1380–1420 C. Формовочные смеси — песчано-глинистые или жидкостекольные. Отливки подвергают отжигу при 750–800 C для снятия литейных напряжений. Механическая обработка возможна твердосплавным инструментом без применения СОЖ, однако из-за высокой твёрдости и абразивности карбидной фазы предпочтительно шлифование.
Вопросы и ответы
При какой максимальной температуре эксплуатируются отливки из АЧС-3?
Длительная рабочая температура — до 900 C, кратковременная — до 1000 C в окислительной газовой среде без значительной нагрузки.
Чем АЧС-3 отличается от серого чугуна СЧ20?
АЧС-3 легирован кремнием, алюминием и хромом, что обеспечивает жаростойкость до 1000 C. СЧ20 не предназначен для работы выше 400 C из-за интенсивного окисления и роста.
Подвергаются ли отливки АЧС-3 термической обработке?
Да, для снятия литейных напряжений проводится отжиг при 750–800 C с медленным охлаждением. Закалка и улучшение для этого чугуна не применяются.
Какой стандарт регламентирует марку АЧС-3?
Марка входит в ГОСТ 7769, устанавливающий требования к жаростойким чугунам. Контроль свойств ведётся по ГОСТ 27208 и ГОСТ 9012.
