Металлические отливки ЧС15М4 в Минске

Металлические отливки ЧС15М4 — коррозионностойкое литьё для агрессивных сред

Металлические отливки ЧС15М4 — это фасонное литьё из высоколегированной коррозионностойкой стали марки 15Х18Н12С4ТЮ (ЧС15М4), предназначенное для изготовления деталей арматуры, насосного оборудования и трубопроводной обвязки, эксплуатируемых в контакте с сильными окислительными средами. Материал относится к аустенитному классу с дополнительным легированием кремнием (до 4,0–4,9 %) и титаном, что обеспечивает повышенную стойкость к межкристаллитной коррозии и образованию накипи.

Литьё ЧС15М4 применяется для производства корпусных элементов запорной и регулирующей арматуры, рабочих колёс центробежных насосов, улит, крышек, фланцев и переходников, работающих при температурах до 350 C. Основное назначение — перекачивание и регулирование потоков концентрированной азотной кислоты (до 98 %), фосфорной кислоты, уксусной кислоты, а также других агрессивных сред, где применение стандартных нержавеющих сталей типа 12Х18Н10Т ограничено из-за склонности к коррозионному растрескиванию.

Технологические особенности литья ЧС15М4

Изготовление отливок ЧС15М4 выполняется по выплавляемым моделям или в песчано-глинистые формы. Жидкотекучесть стали позволяет получать тонкостенные отливки сложной конфигурации с толщиной стенки от 6 до 40 мм. Усадка при кристаллизации составляет 1,8–2,2 %, что требует точного расчёта формовочных уклонов и прибылей. Термическая обработка включает закалку от 1050–1100 C в воде или на воздухе, после чего структура представляет собой однородный аустенит с карбонитридами титана.

Механическая обрабатываемость отливок ЧС15М4 удовлетворительная, однако из-за высокого содержания кремния наблюдается повышенный износ режущего инструмента. Рекомендуется применять твердосплавные пластины с покрытием и сниженные режимы резания. Сварка отливок допускается электродами типа ОЗЛ-17 или аргонодуговой сваркой присадочной проволокой Св-06Х20Н11М3ТБ, с предварительным подогревом до 200–300 C для предотвращения горячих трещин.

Механические свойства и химический состав

Механические характеристики отливок ЧС15М4 регламентируются техническими условиями и зависят от толщины стенки. Предел прочности при растяжении составляет не менее 490 МПа, предел текучести — 216 МПа, относительное удлинение — не менее 25 %. Твёрдость после закалки находится в диапазоне 170–220 HB. Ударная вязкость KCU при комнатной температуре достигает 98 Дж/см, что обеспечивает надёжную работу деталей при динамических нагрузках.

Химический состав отливок ЧС15М4 контролируется спектральным анализом. Содержание углерода не превышает 0,12 %, хрома — 17,0–19,0 %, никеля — 11,0–13,0 %, кремния — 3,8–4,9 %, титана — 0,4–0,9 %. Сера и фосфор ограничены до 0,025 % и 0,035 % соответственно. Такое сочетание легирующих элементов обеспечивает стабильность аустенитной структуры и высокую стойкость к питтинговой коррозии в окислительных средах.

Применение отливок ЧС15М4 в промышленности

Основные потребители отливок ЧС15М4 — предприятия химической промышленности, производства минеральных удобрений, а также заводы по переработке ядерного топлива. Из этого материала изготавливают:

• корпуса и крышки запорной арматуры DN 15–400 для трубопроводов азотной кислоты;
• рабочие колёса, улиты и корпуса химических насосов типа Х, АХ, ТХА;
• детали колонных аппаратов, теплообменников и реакторов;
• фланцы, бобышки, штуцера и переходники для агрессивных сред;
• элементы систем регенерации кислот и выпарных установок.

Отливки ЧС15М4 востребованы в узлах, где требуется сочетание коррозионной стойкости с сопротивлением эрозионному износу при высоких скоростях потока. Материал стабильно работает в средах с содержанием азотной кислоты до 98 % при температурах до 80 C, а в менее концентрированных растворах — до 350 C. Детали из ЧС15М4 не требуют дополнительных защитных покрытий и сохраняют работоспособность в течение всего межремонтного периода.

Контроль качества и дефектоскопия

Каждая партия отливок ЧС15М4 проходит входной контроль химического состава, механических испытаний и проверку герметичности. Для ответственных деталей арматуры применяется радиографический контроль и цветная дефектоскопия. Допустимые дефекты литья — единичные газовые раковины и усадочные поры, не выводящие толщину стенки за пределы поля допуска. Заварка дефектов допускается с последующей повторной термообработкой и контролем.

Вопросы и ответы