Коррозионностойкие отливки 20Х21Н46В8Л: жаростойкий литейный сплав для агрессивных сред
Коррозионностойкие отливки 20Х21Н46В8Л — это изделия из литейного никель-хромового сплава аустенитного класса, легированного вольфрамом. Марка 20Х21Н46В8Л регламентируется ГОСТ 7769 и применяется для изготовления фасонных деталей методом литья по выплавляемым моделям или в песчано-смоляные формы. Сплав сохраняет работоспособность в окислительных и восстановительных средах при температурах до 1100 C, устойчив к сульфидной коррозии и воздействию расплавов солей.
Химический состав и структура
Основа сплава — никель (46 %) с хромом (21 %), что обеспечивает формирование плотной оксидной плёнки CrO. Вольфрам (8 %) повышает жаропрочность и сопротивление ползучести. Структура — аустенит с карбидными включениями по границам зёрен. Углерод в пределах 0,20 % обеспечивает литейную текучесть без критичного снижения пластичности.
- Ni — 44–48 %
- Cr — 20–22 %
- W — 7–9 %
- C — не более 0,20 %
- Si — не более 1,0 %
- Mn — не более 1,5 %
Механические и эксплуатационные свойства
Предел текучести при 20 C — не менее 295 МПа, временное сопротивление — 590 МПа. Относительное удлинение — 8 %. Жаропрочность позволяет применять отливки в печных агрегатах с длительным циклом нагрева. Сплав не склонен к межкристаллитной коррозии после стабилизирующего отжига при 1150–1180 C.
| Параметр | Значение | Условия | Ед. изм. | Стандарт |
|---|---|---|---|---|
| Предел текучести | 295 | 20 C | МПа | ГОСТ 7769 |
| Временное сопротивление | 590 | 20 C | МПа | ГОСТ 7769 |
| Относительное удлинение | 8 | 20 C | % | ГОСТ 7769 |
| Рабочая температура | до 1100 | окислительная среда | C | — |
| Твёрдость | 170–220 | после отжига | HB | ГОСТ 7769 |
Области применения отливок
Детали из 20Х21Н46В8Л устанавливают в высокотемпературных узлах нефтехимических реакторов, печей пиролиза, установок каталитического крекинга. В металлургии — это ролики, направляющие, горелочные камни нагревательных печей. В энергетике — элементы газоходов и крепёж внутри топок.
- Арматура печей пиролиза и риформинга
- Горелочные устройства котельных агрегатов
- Ролики рольгангов нагревательных печей
- Детали реакторов каталитического крекинга
- Элементы газоходов и дымоудаления
- Крепёж для высокотемпературных узлов
Технология литья и термообработка
Отливки получают литьём по выплавляемым моделям с точностью до 9–10 квалитета. После заливки проводят гомогенизирующий отжиг при 1150–1180 C с выдержкой 4–6 ч и охлаждением на воздухе. Для снятия литейных напряжений применяют стабилизирующий отжиг при 800–850 C. Механическая обработка возможна твердосплавным инструментом без предварительного улучшения.
Вопросы и ответы
Какая максимальная рабочая температура отливок 20Х21Н46В8Л?
Длительная эксплуатация допускается до 1100 C в окислительной среде. Кратковременный нагрев возможен до 1150 C без потери несущей способности.
Чем сплав 20Х21Н46В8Л отличается от 20Х23Н18?
Повышенное содержание никеля (46 % против 18 %) и вольфрам обеспечивают более высокую жаропрочность и стойкость к сульфидной коррозии, но удорожают литьё.
Возможна ли сварка отливок из 20Х21Н46В8Л?
Сварка ограниченно применима из-за склонности к горячим трещинам. Рекомендуется использовать электроды на никелевой основе с предварительным подогревом до 200–300 C.
Какой вид термообработки обязателен после литья?
Гомогенизирующий отжиг при 1150–1180 C с последующим охлаждением на воздухе. Он выравнивает ликвацию и стабилизирует аустенитную структуру.
