Металлические отливки 110Г13Х2БРЛ в Минске


Металлические отливки 110Г13Х2БРЛ — высокомарганцовистая сталь для абразивного износа

Металлические отливки 110Г13Х2БРЛ — это фасонное литьё из высокомарганцовистой аустенитной стали, легированной хромом, бором и ванадием. Материал относится к группе сталей типа 110Г13Л (Гадфильда), но с дополнительным упрочнением карбидной фазы. Буква «Л» в маркировке указывает на литейное происхождение, а сочетание легирующих элементов обеспечивает повышенную стойкость к ударно-абразивному изнашиванию в условиях высоких контактных нагрузок.

Ключевая особенность отливок 110Г13Х2БРЛ — способность к наклёпу. При поверхностном пластическом деформировании аустенитная структура трансформируется в мартенсит деформации, что приводит к росту твёрдости рабочего слоя с 200–250 HB до 450–550 HB. При этом сердцевина сохраняет вязкость, обеспечивающую сопротивление хрупкому разрушению при ударных нагрузках. Введение хрома (до 2%) стабилизирует карбиды, бор повышает прокаливаемость, а ванадий измельчает зерно, снижая склонность к трещинообразованию при термической обработке.

Технология производства и термообработка

Отливки 110Г13Х2БРЛ изготавливаются методом литья в песчано-глинистые формы, по выплавляемым моделям или в оболочковые формы — выбор технологии определяется массой и конфигурацией детали. После выбивки и обрубки литниковой системы изделия подвергаются аустенизации при температуре 1050–1100 C с последующим ускоренным охлаждением в воде. Такой режим обеспечивает получение однородного аустенита без выделения карбидов по границам зёрен, которые снижают ударную вязкость.

Контроль качества включает проверку химического состава, механических свойств на образцах-свидетелях и неразрушающий контроль (ультразвуковая дефектоскопия, радиографический контроль) для ответственных деталей. Допустимые отклонения геометрических размеров регламентируются классом точности литья по ГОСТ 26645-85.

Механические свойства и характеристики

ПараметрЗначениеМетод испытанияУсловияПримечание
Предел текучести360–420 МПаГОСТ 1497После аустенизацииЗависит от сечения
Временное сопротивление750–900 МПаГОСТ 1497Образцы-свидетелиНе менее 700 МПа
Относительное удлинение20–35%ГОСТ 1497Продольные образцыДля тонкостенных отливок
Ударная вязкость KCU150–250 Дж/смГОСТ 9454При +20 CБез надреза
Твёрдость после наклёпа450–550 HBГОСТ 9012Поверхностный слойИсходная 200–250 HB

Применение в промышленном оборудовании

Отливки 110Г13Х2БРЛ востребованы в узлах, работающих в условиях интенсивного абразивного изнашивания с ударными нагрузками. Основные области применения:

  • дробящие плиты, конусы и брони щековых, конусных и роторных дробилок для горнорудной промышленности;
  • футеровочные плиты мельниц мокрого и сухого самоизмельчения, шаровых мельниц;
  • ковши и зубья экскаваторов, лопаты драг, элементы гидротранспортных систем;
  • молотки и била молотковых мельниц, роторных дробилок вторичного дробления;
  • траки, звёздочки и направляющие гусеничных машин, работающих на абразивных грунтах;
  • детали насосов для перекачки пульпы, гидроциклонов и песковых насадок.

Эффективность применения отливок 110Г13Х2БРЛ максимальна при сочетании высоких контактных давлений (свыше 300 МПа) и ударных нагрузок, обеспечивающих развитие наклёпа. В условиях чисто абразивного скольжения без ударов материал уступает белым чугунам и биметаллическим композициям, поэтому выбор марки должен учитывать характер нагружения конкретного узла.

Особенности эксплуатации и ремонта

При проектировании деталей из 110Г13Х2БРЛ необходимо учитывать склонность стали к деформационному упрочнению: минимальная толщина стенки отливки — 15–20 мм, иначе возможно сквозное упрочнение и охрупчивание. Сварка отливок допускается только с предварительным подогревом до 200–300 C и использованием аустенитных электродов типа ЦЛ-11 или аналогичных. Механическая обработка затруднена из-за высокой вязкости и наклёпа, поэтому предпочтительны литые поверхности с минимальными припусками.

Для восстановления изношенных поверхностей применяется наплавка аустенитными электродами с последующей закалкой. При заказе отливок указываются класс точности, группа сложности и требования к химическому составу по согласованной спецификации.

Вопросы и ответы

Чем отличается 110Г13Х2БРЛ от стандартной стали 110Г13Л?

Дополнительное легирование хромом, бором и ванадием повышает твёрдость после наклёпа на 30–50 HB, улучшает прокаливаемость и снижает склонность к росту зерна при аустенизации. Это увеличивает ресурс деталей в условиях интенсивного ударно-абразивного износа на 15–25%.

Какая максимальная рабочая температура для отливок 110Г13Х2БРЛ?

Материал сохраняет аустенитную структуру до 300 C. При нагреве выше 350 C начинается выделение карбидов по границам зёрен, что приводит к охрупчиванию. Для высокотемпературных применений следует использовать другие марки.

Какие методы неразрушающего контроля применяются для отливок?

Для ответственных деталей используются ультразвуковая дефектоскопия по ГОСТ 22727, радиографический контроль по ГОСТ 7512 и капиллярный контроль для выявления поверхностных трещин. Допустимые нормы дефектности устанавливаются по согласованию с заказчиком.

Возможна ли механическая обработка отливок 110Г13Х2БРЛ?

Обработка резанием затруднена из-за высокой вязкости и наклёпа. Рекомендуется применять твердосплавный инструмент с положительными передними углами, низкие скорости резания и обильное охлаждение. Оптимально минимизировать припуски на обработку.