Металлические отливки из чугуна ЧХ16М2: жаростойкое литьё для агрессивных сред
ЧХ16М2 — высоколегированный жаростойкий чугун аустенитно-ферритного класса, содержащий 15–18 % хрома и 1,5–2,5 % молибдена. Металлические отливки из этой марки получают литьём в песчано-смоляные формы, кокиль или по выплавляемым моделям. Структура металлической основы — легированный аустенит с включениями карбидов хрома (Cr7C3, Cr23C6) и эвтектических карбидов, что обеспечивает стойкость к газовой коррозии при температурах до 900–1000 C и сопротивление абразивному износу в сочетании с воздействием серосодержащих сред.
Технические характеристики литья ЧХ16М2
- Предел прочности при растяжении — 200–300 МПа (в зависимости от толщины стенки отливки)
- Твёрдость по Бринеллю — 200–320 HB, после термообработки до 400 HB
- Плотность — 7,4–7,6 г/см
- Максимальная рабочая температура — 1000 C в окислительной среде, 900 C в восстановительной
- Жаростойкость — не более 0,5 г/(мч) привеса при 900 C за 100 ч испытаний
- Коэффициент линейного расширения — 16–18 10–6 К–1 в диапазоне 20–800 C
Химический состав и структурообразование
Содержание углерода в ЧХ16М2 составляет 1,8–2,5 %, кремния — 0,8–1,5 %, марганца — до 0,8 %. Молибден вводится для повышения жаропрочности и подавления роста зерна при длительной эксплуатации. Хром формирует плотную оксидную плёнку Cr2O3, препятствующую дальнейшему окислению. Отливки подвергают отжигу при 750–800 C для снятия литейных напряжений и стабилизации структуры. Для повышения износостойкости применяют нормализацию с нагревом до 950–1000 C и охлаждением на воздухе.
Типовые позиции литья из ЧХ16М2
| Наименование отливки | Масса, кг | Способ литья | Термообработка | Рабочая среда |
|---|---|---|---|---|
| Колосники решёток | 8–45 | Литьё в ХТС | Отжиг 780 C | Дымовые газы, 850 C |
| Горелочные камни | 12–60 | Кокиль | Нормализация 980 C | Продукты сгорания мазута |
| Звенья цепных конвейеров | 3–18 | Литьё по выплавляемым моделям | Отжиг 750 C | Агломерат, 600–700 C |
| Корпуса дымососов | 80–350 | Литьё в ХТС | Отжиг 800 C | Зола, сернистые газы |
| Направляющие планки | 5–25 | Кокиль | Нормализация 950 C | Окалина, абразив |
Области применения отливок ЧХ16М2
- Колосниковые решётки и балки агломерационных и обжиговых машин в металлургии
- Горелочные устройства, фурменные пояса и камни печей в нефтехимии и энергетике
- Детали обжиговых печей цементной промышленности — башмаки, цепи, звенья транспортёров
- Элементы котельного оборудования ТЭЦ — шиберы, лопатки дымососов, газоходы
- Арматура газоочистных систем и циклонов, работающих с абразивными средами
- Износостойкие детали дробильно-размольного оборудования в горнорудной отрасли
Технологические особенности производства
Плавку ЧХ16М2 ведут в индукционных тигельных печах с основной футеровкой или в дуговых печах. Температура заливки — 1380–1420 C. Для предотвращения образования трещин в массивных отливках применяют прибыли с экзотермическими вставками и замедленное охлаждение в форме. Механическая обработка возможна только твёрдосплавным инструментом из-за высокой твёрдости и склонности к наклёпу. Сварка отливок ЧХ16М2 ограничена — требуется предварительный подогрев до 300–400 C и применение электродов на никелевой основе.
Вопросы и ответы
Какой максимальный ресурс отливок ЧХ16М2 в агломерационной машине?
При работе с агломератом температурой 700–800 C колосники из ЧХ16М2 выдерживают 12–18 месяцев до предельного износа, что в 2–3 раза превышает ресурс углеродистых сталей.
Возможна ли замена ЧХ16М2 на ЧХ28Н2 в горелочных устройствах?
ЧХ28Н2 обладает более высокой жаростойкостью до 1100 C, но уступает ЧХ16М2 по стойкости к термоциклированию и имеет худшую обрабатываемость. Замена оправдана только при температурах выше 1000 C.
Какие дефекты характерны для литья ЧХ16М2?
Наиболее часто встречаются горячие трещины в местах перехода сечений, усадочная пористость в массивных узлах и карбидная ликвация. Предотвращаются оптимизацией литниково-питающей системы и режима охлаждения.
Как контролируют качество отливок из ЧХ16М2?
Применяют визуально-измерительный контроль, ультразвуковую дефектоскопию для ответственных деталей, замер твёрдости по Бринеллю и химический анализ каждой плавки. Для горелочных камней проводят гидроиспытания.
