Коррозионностойкие отливки по DIN EN 10213: марки, свойства и применение
DIN EN 10213 распространяется на литые стали для работы под давлением, включая группу коррозионностойких марок. В отличие от деформируемого проката, отливки получают литьём по выплавляемым моделям или в песчано-смоляные формы, что допускает сложную геометрию корпусных деталей без сварных швов. Химический состав марок этой группы нормируется по углероду, хрому, никелю и молибдену, а механические свойства — по пределу текучести при 20 C и ударной вязкости при низких температурах.
Марки и химический состав
Стандарт выделяет несколько групп: хромистые (13 % Cr), хромоникелевые (18 % Cr / 9–12 % Ni) и хромоникельмолибденовые стали. Углерод в литейных марках выше, чем в деформируемых аналогах, что повышает литейную текучесть, но требует контроля ферритной фазы.
- GX4CrNi13-4 (1.4317) — мартенситная, для рабочих колёс насосов и арматуры.
- GX5CrNi19-10 (1.4308) — аустенитная, корпусные детали химической аппаратуры.
- GX5CrNiMo19-11-2 (1.4408) — аустенитная с Mo, для агрессивных сред.
- GX5CrNiNb19-11 (1.4552) — стабилизированная ниобием, работа при 400–600 C.
- GX2CrNiMoN22-5-3 (1.4470) — дуплексная, высокое сопротивление хлоридной коррозии.
- GX40CrNiSi25-20 (1.4849) — жаростойкая аустенитная, печная оснастка.
Механические свойства и условия эксплуатации
Предел текучести аустенитных марок составляет 180–240 МПа, дуплексных — 400–480 МПа. Ударная вязкость KV при –40 C для GX5CrNiMo19-11-2 не ниже 40 Дж. Дуплексные отливки сохраняют работоспособность в морской воде и рассолах при содержании хлоридов до 100 000 мг/л. Аустенитные стали применяют в диапазоне –196…+400 C, стабилизированные ниобием — до +600 C без склонности к межкристаллитной коррозии.
| Марка | Структура | Rp0,2, МПа | KCU, Дж/см | Рабочая среда |
|---|---|---|---|---|
| GX4CrNi13-4 | мартенситная | 550 | 50 | вода, пар |
| GX5CrNi19-10 | аустенитная | 200 | 80 | органические кислоты |
| GX5CrNiMo19-11-2 | аустенитная | 220 | 60 | морская вода |
| GX2CrNiMoN22-5-3 | дуплексная | 450 | 70 | хлоридные рассолы |
| GX40CrNiSi25-20 | аустенитная | 230 | 35 | дымовые газы |
Технология литья и термообработка
Отливки получают литьём по выплавляемым моделям для точных деталей массой до 150 кг и в песчано-смоляные формы для корпусов массой до 3 т. Аустенитные марки подвергают закалке с 1050–1100 C в воде или на воздухе; дуплексные — закалке с 1050–1100 C с последующим быстрым охлаждением для сохранения соотношения феррит/аустенит 50/50. Мартенситные GX4CrNi13-4 проходят закалку с 950–1000 C и отпуск при 550–600 C.
Применение в промышленности
- Нефтегазовая арматура: корпуса задвижек, шаровых кранов, фонтанной арматуры.
- Химическое машиностроение: реакторы, теплообменники, центробежные насосы.
- Энергетика: детали питательных насосов, арматура паропроводов.
- Целлюлозно-бумажная отрасль: варочные котлы, размалывающее оборудование.
- Судостроение: насосы балластных систем, детали опреснителей.
- Металлургия: печная оснастка, ролики зон охлаждения.
Контроль качества и дефектоскопия
Отливки по DIN EN 10213 проходят визуальный и размерный контроль, ультразвуковую дефектоскопию по EN 12680-1, капиллярный контроль по EN 571-1. Для ответственных деталей нормируется класс качества поверхности и допустимая пористость. Гидравлические испытания проводят при давлении 1,5 от рабочего. Сертификация включает протокол механических испытаний и анализ плавки.
Вопросы и ответы
Чем литейные марки DIN EN 10213 отличаются от деформируемых аналогов?
Литейные марки содержат больше углерода и кремния, что обеспечивает заполняемость форм, но снижает пластичность. Предел текучести аустенитных отливок ниже, чем у поковок, на 15–20 %.
Какая марка подходит для морской воды?
Дуплексная GX2CrNiMoN22-5-3 и аустенитная GX5CrNiMo19-11-2. Дуплексная предпочтительна при высоких механических нагрузках и температуре до 250 C.
Какой термообработке подвергают GX5CrNiNb19-11?
Закалка с 1050–1100 C в воде. Ниобий связывает углерод в карбиды, предотвращая межкристаллитную коррозию после сварки.
Допускается ли сварка коррозионностойких отливок?
Да, с применением электродов соответствующего состава. Аустенитные марки свариваются без подогрева, мартенситные GX4CrNi13-4 требуют подогрева до 150–200 C и последующего отпуска.
