Металлические отливки 20Х5МЛ в Минске

Металлические отливки 20Х5МЛ — жаропрочные изделия для нефтегазового машиностроения

Металлические отливки 20Х5МЛ — это фасонные заготовки, получаемые литьём в песчано-глинистые или оболочковые формы из стали марки 20Х5МЛ. Материал относится к группе хромистых жаропрочных сталей перлитного класса с молибденовым упрочнением. Химический состав регламентируется ГОСТ 977-88: содержание хрома — 4,5–6,0 %, молибдена — 0,45–0,65 %, углерода — 0,15–0,22 %. Легирование хромом обеспечивает окалиностойкость до температур 600–650 C, а молибден повышает сопротивление ползучести и длительную прочность при нагреве.

Отливки 20Х5МЛ предназначены для работы в средах с повышенной температурой и умеренно агрессивными средами. Материал сохраняет механические свойства при нагреве до 550 C, что позволяет применять его для деталей, эксплуатирующихся в контакте с нефтепродуктами, перегретым паром и серосодержащими газами. После нормализации с высоким отпуском сталь приобретает сорбитную структуру с пределом текучести не менее 400 МПа и ударной вязкостью KCU не ниже 50 Дж/см.

Технологические особенности литья

Изделия изготавливаются центробежным литьём для тел вращения либо статическим литьём в разовые формы. Склонность стали к закалке на воздухе требует контролируемого охлаждения отливок в форме до температуры не выше 200 C с последующей немедленной термической обработкой. Оптимальный режим термообработки — нормализация при 980–1020 C с охлаждением на воздухе и отпуск при 720–750 C. Для повышения технологичности при сварке рекомендуется предварительный подогрев до 250–300 C.

Жидкотекучесть стали 20Х5МЛ достаточна для получения отливок 2–3-го класса точности по ГОСТ 26645 с минимальной толщиной стенки 8–10 мм. Усадка при кристаллизации составляет 1,8–2,0 %, что учитывается при конструировании литейной оснастки. Для ответственных деталей применяется контроль герметичности гидравлическим давлением до 25 МПа.

Применение отливок 20Х5МЛ

• Корпусные детали арматуры — задвижки, клапаны, вентили для паропроводов и технологических трубопроводов с температурой среды до 550 C.
• Рабочие колёса и улитки центробежных насосов для перекачки горячих нефтепродуктов и углеводородных сред.
• Элементы запорно-регулирующей арматуры установок каталитического крекинга и гидроочистки.
• Крышки, фланцы и патрубки теплообменного оборудования нефтеперерабатывающих производств.
• Детали паровых турбин и компрессорного оборудования, работающие при повышенных температурах.

Механические свойства при повышенных температурах

Для инженерных расчётов ответственных узлов важно учитывать снижение прочностных характеристик при нагреве. Сталь 20Х5МЛ демонстрирует стабильные показатели длительной прочности в интервале рабочих температур.

При выборе отливок 20Х5МЛ для конкретного узла необходимо учитывать, что материал не предназначен для работы в сильнокислых средах и растворах, содержащих хлориды. Для таких условий применяются коррозионностойкие стали аустенитного класса. Оптимальная область использования — высокотемпературные сервисы без значительных ударных нагрузок и циклического термомеханического нагружения.

Контроль качества и дефектоскопия

Ответственные отливки 20Х5МЛ подвергаются радиографическому контролю по ГОСТ 7512 или ультразвуковой дефектоскопии для выявления внутренних раковин и рыхлот. Поверхностные дефекты обнаруживаются цветной или магнитопорошковой дефектоскопией. Допустимые нормы браковочных признаков устанавливаются по ГОСТ 26358 для групп ответственности 1 и 2. Химический состав каждой плавки подтверждается спектральным анализом, механические свойства — испытаниями образцов, вырезанных из отдельно отлитых проб.

Вопросы и ответы