Коррозионностойкие отливки 110Г13ФТЛ — высокомарганцовистая сталь для абразивного износа
Отливки из стали 110Г13ФТЛ представляют собой высокомарганцовистый аустенитный сплав, легированный ванадием и титаном, предназначенный для эксплуатации в условиях интенсивного абразивного и ударно-абразивного изнашивания. В отличие от традиционных коррозионностойких хромоникелевых сталей, 110Г13ФТЛ не относится к нержавеющим материалам: её коррозионная стойкость носит эксплуатационный характер и реализуется за счёт формирования плотной оксидной плёнки на поверхности при контакте с агрессивными средами умеренной активности. Основное назначение — работа при высоких контактных нагрузках, где требуется сочетание высокой ударной вязкости и способности к наклёпу.
Металлургические особенности и структура
Сталь 110Г13ФТЛ выплавляется с содержанием марганца 12,5–14,5% и углерода 0,9–1,2%, что обеспечивает стабильную аустенитную структуру после закалки от 1050–1100 C в воду. Микролегирование ванадием (0,08–0,15%) и титаном (0,02–0,08%) способствует измельчению зерна и повышению сопротивления межкристаллитной коррозии за счёт связывания углерода в карбиды. Твёрдость отливок в исходном состоянии составляет 180–230 HB, однако в процессе эксплуатации под действием ударных нагрузок поверхностный слой наклёпывается до 400–550 HB, что обеспечивает самозатачивающийся эффект рабочих поверхностей.
Механические характеристики
| Параметр | Значение | Метод испытания | Условия | Примечание |
|---|---|---|---|---|
| Предел текучести , | 340–410 МПа | ГОСТ 1497 | После закалки | Зависит от толщины стенки |
| Временное сопротивление в | 700–850 МПа | ГОСТ 1497 | После закалки | Без разрушения |
| Относительное удлинение | 25–35% | ГОСТ 1497 | Продольные образцы | Характеризует вязкость |
| Ударная вязкость KCU | 180–250 Дж/см | ГОСТ 9454 | При +20 C | Образцы с надрезом |
| Твёрдость после наклёпа | 400–550 HB | ГОСТ 9012 | Деформация 20–30% | Поверхностный слой |
Промышленное применение
Отливки 110Г13ФТЛ востребованы в горнодобывающей отрасли, металлургии и строительной индустрии, где оборудование подвергается комбинированному воздействию ударных нагрузок и абразивных частиц. Типовые изделия — футеровочные плиты мельниц мокрого и сухого самоизмельчения, бронеплиты дробилок щекового и конусного типа, ковши драглайнов, звёздочки и направляющие скребковых конвейеров, а также рабочие органы землеройной техники.
- Футеровки шаровых и стержневых мельниц МШЦ, МШР, ММС
- Брони конусных дробилок КСД, КМД крупного и среднего дробления
- Рабочие колосники агломерационных машин
- Ковши и зубья роторных экскаваторов
- Детали гидротранспортных систем — колена, тройники, переходники
Коррозионная стойкость в рабочих средах
В условиях пульп с pH 6–9 и содержанием абразивных частиц до 60% по массе отливки 110Г13ФТЛ демонстрируют скорость коррозии 0,05–0,15 мм/год, что сопоставимо с показателями низколегированных сталей. В кислых средах (pH менее 4) материал требует дополнительной защиты — резиновых футеровок или полиуретановых покрытий. При контакте с морской водой и хлоридсодержащими пульпами возможно локальное питтингообразование, поэтому для береговых обогатительных фабрик рекомендуется комбинированная защита.
Технология изготовления и контроль качества
Фасонные отливки производятся в песчано-глинистых формах с применением ХТС-смесей. Термическая обработка включает закалку от 1050–1100 C с выдержкой 1,5–2 часа на каждые 25 мм сечения и последующим охлаждением в проточной воде. Контроль качества предусматривает радиографический контроль ответственных зон, ультразвуковую дефектоскопию и проверку химического состава спектральным методом. Допустимые отклонения по геометрии — до 2 мм на 100 мм номинального размера.
Вопросы и ответы
Чем отличается 110Г13ФТЛ от стандартной стали 110Г13Л?
Микролегирование ванадием и титаном обеспечивает более мелкое зерно, повышение ударной вязкости на 15–20% и улучшенную свариваемость. Титановые карбиды дополнительно повышают абразивную стойкость в условиях низких удельных давлений.
При каких температурах допустима эксплуатация отливок?
Рабочий диапазон составляет от –40 до +300 C. При температурах ниже –40 C возможно охрупчивание аустенитной структуры, выше +300 C — снижение эффективности наклёпа и падение твёрдости поверхностного слоя.
Какая толщина стенки оптимальна для футеровочных плит?
Рекомендуемая толщина — 40–120 мм. При меньшей толщине затруднено сквозное прокаливание при закалке, при большей — возрастает риск образования усадочных раковин и снижается эффективность термической обработки.
Поддаётся ли сталь 110Г13ФТЛ механической обработке?
В закалённом состоянии материал обрабатывается с трудом из-за склонности к наклёпу. Рекомендуется обработка твёрдосплавным инструментом с подачей 0,1–0,3 мм/об и обильным охлаждением, либо предварительный отпуск при 600–650 C.
