Чугунные отливки ЧХ16 в Минске

Чугунные отливки ЧХ16 — износостойкое литьё для абразивных сред

Чугунные отливки ЧХ16 — это высоколегированный белый хромистый чугун с содержанием хрома на уровне 13–17%, предназначенный для изготовления фасонных деталей методом литья в песчано-глинистые и холоднотвердеющие формы. Материал относится к группе износостойких чугунов с карбидным упрочнением и применяется в узлах, работающих в условиях интенсивного абразивного и ударно-абразивного изнашивания без значительных динамических нагрузок.

Структура ЧХ16 формируется в процессе литья и последующей термической обработки: карбиды хрома типа (Cr,Fe)C распределяются в металлической основе, что обеспечивает высокую твёрдость — 44–56 HRC в литом состоянии и до 58–62 HRC после нормализации с отпуском. Благодаря такому фазовому составу отливки ЧХ16 демонстрируют сопротивление абразивному изнашиванию в 3–5 раз выше, чем у серого чугуна СЧ20 или стали 110Г13Л в условиях сухого трения.

Химический состав и механические характеристики

Химический состав чугуна ЧХ16 регламентируется ГОСТ 7769-82 и контролируется по следующим элементам:

• хром — 13,0–17,0% — основной легирующий элемент, формирующий карбидную фазу;
• углерод — 2,4–3,0% — обеспечивает количество и морфологию карбидов;
• кремний — до 1,5% — регулирует графитизацию и жидкотекучесть;
• марганец — до 1,0% — способствует стабилизации аустенита;
• сера и фосфор — не более 0,05% и 0,10% соответственно.

Механические свойства отливок ЧХ16 зависят от толщины стенки и режима термообработки. Для тонкостенных отливок (до 30 мм) предел прочности при изгибе достигает 550–650 МПа, для толстостенных — снижается до 400–500 МПа из-за более медленного охлаждения и укрупнения карбидной сетки. Твёрдость по Бринеллю в литом состоянии составляет 400–530 HB.

Технологические особенности литья

Литьё ЧХ16 требует учёта высокой усадки (до 1,8–2,0%) и склонности к образованию горячих трещин. Рекомендуемая температура заливки — 1350–1420 C, температура формы — не ниже 100 C для тонкостенных отливок. Литейная усадка компенсируется увеличением габаритов модели на 1,5–2,0%. После выбивки отливки подвергаются отжигу при 950–1050 C для снятия внутренних напряжений, затем — нормализации с отпуском при 250–350 C для достижения оптимального сочетания твёрдости и вязкости.

Механическая обработка отливок ЧХ16 затруднена из-за высокой твёрдости — применяется только шлифование абразивными кругами или обработка твердосплавным инструментом с охлаждением. Поэтому большинство деталей изготавливается с минимальными припусками и окончательной геометрией, получаемой непосредственно в литейной форме.

Применение отливок ЧХ16

Отливки ЧХ16 востребованы в горнодобывающей, цементной, металлургической и энергетической отраслях. Основные узлы применения:

• футеровочные плиты и бронеплиты мельниц мокрого и сухого помола;
• рабочие колёса и улитки песковых насосов, перекачивающих гидросмеси;
• дробемётные и дробеструйные аппараты — лопатки, отражательные плиты;
• направляющие и вставки углеразмольных мельниц;
• износостойкие втулки, седла и клапаны гидротранспортных систем.

В цементной промышленности отливки ЧХ16 применяются для сепараторных плит и конусов дробилок, работающих при температуре до 450 C. В горнорудной отрасли — для приёмных бункеров и течек, транспортирующих руду с абразивностью до 0,8 мг/кг.

Сравнение с альтернативными материалами

По сравнению с высокохромистым чугуном ЧХ28, ЧХ16 обладает меньшей стоимостью за счёт сниженного содержания хрома и более высокой технологичностью при литье тонкостенных деталей. В отличие от стали 110Г13Л, ЧХ16 не требует наклёпа для проявления износостойкости и эффективно работает при умеренных ударных нагрузках, где аустенитная сталь показывает недостаточную твёрдость поверхности.

Контроль качества и дефектоскопия

Приёмка отливок ЧХ16 осуществляется по ГОСТ 7769-82 и ГОСТ 26358-84. Контроль включает:

• химический анализ — спектральным или титриметрическим методом;
• измерение твёрдости по Бринеллю или Роквеллу на контрольных участках;
• радиографический или ультразвуковой контроль для ответственных деталей;
• визуальный осмотр на отсутствие трещин, раковин и спаев.

Допустимые дефекты — единичные газовые раковины диаметром до 3 мм в количестве не более 3 штук на 100 см поверхности, не выходящие на уплотнительные пояски. Заварка дефектов электродами с аустенитным покрытием допускается только для неответственных зон с последующим отжигом.

Вопросы и ответы