Металлические отливки ЧС17: коррозионностойкое литьё для агрессивных сред
Металлические отливки ЧС17 — это фасонное литьё из высоколегированной коррозионностойкой стали марки 20Х25Н19С2Л (ЧС17), предназначенное для изготовления деталей арматуры, работающей в контакте с сильными окислительными средами. Материал относится к классу жаростойких и окалиностойких сталей аустенитного класса, легированных хромом, никелем и кремнием. Литьё ЧС17 применяется в узлах, где требуется сочетание стойкости к действию азотной кислоты высокой концентрации, нитрофосфорных смесей и других агрессивных технологических сред при повышенных температурах.
Химический состав и структура сплава
Сталь ЧС17 характеризуется высоким содержанием кремния (2,2–3,0 %), который обеспечивает повышенную стойкость к окислительным средам, а также хрома (24–27 %) и никеля (18–21 %). Аустенитная структура с незначительным количеством ферритной фазы формируется непосредственно после литья и сохраняет стабильность в интервале рабочих температур до 900 C. Литьё ЧС17 не упрочняется термической обработкой — детали применяются в литом или нормализованном состоянии, что упрощает технологический цикл изготовления фасонных заготовок.
Технологические характеристики литья
Металлические отливки ЧС17 изготавливаются методами литья по выплавляемым моделям и в песчано-глинистые формы. Жидкотекучесть сплава достаточна для получения тонкостенных отливок сложной конфигурации — корпусов, крышек, золотников, седел клапанов. Линейная усадка стали составляет 1,8–2,2 %, что учитывается при конструировании модельной оснастки. Обрабатываемость резанием отливок ЧС17 удовлетворительная, однако из-за склонности к наклёпу требует применения твердосплавного инструмента и пониженных режимов резания.
Применение отливок ЧС17 в промышленности
Основной сегмент использования — трубопроводная арматура и насосное оборудование для производства минеральных удобрений, химической и нефтехимической промышленности. Отливки ЧС17 применяются в узлах, контактирующих с:
- азотной кислотой концентрацией до 98 % при температуре до 80 C;
- нитрофосфорной и серно-азотной кислотными смесями;
- расплавами солей и щелочей при повышенных температурах;
- газообразными окислителями в производстве капролактама;
- фосфорсодержащими средами в агрегатах производства сложных удобрений.
Из отливок ЧС17 изготавливают корпусные детали запорной и регулирующей арматуры, рабочие колёса и улитки центробежных насосов, детали колонных аппаратов и теплообменного оборудования. Литьё востребовано при ремонте и модернизации действующих производств, где требуется замена импортных комплектующих из аналогичных марок стали.
Механические свойства и рабочие параметры
Механические характеристики отливок ЧС17 определяются по ГОСТ 977-88 и обеспечивают работоспособность деталей в условиях статических и циклических нагрузок при температурах до 900 C. Сплав сохраняет окалиностойкость при нагреве на воздухе до 1000 C, что позволяет использовать отливки в узлах печного оборудования и газоходных системах.
| Параметр | Значение при 20 C | Значение при 600 C | Значение при 800 C | Метод контроля |
|---|---|---|---|---|
| Предел прочности в, МПа | 490–590 | 340–390 | 180–220 | ГОСТ 1497 |
| Предел текучести 0,2, МПа | 245–295 | 175–205 | 90–110 | ГОСТ 1497 |
| Относительное удлинение , % | 25–35 | 20–28 | 30–40 | ГОСТ 1497 |
| Твёрдость HB | 140–180 | — | — | ГОСТ 9012 |
Контроль качества и дефектоскопия
Металлические отливки ЧС17 подвергаются обязательному контролю химического состава и механических свойств на образцах, вырезанных из тела отливки или отлитых совместно с деталью. Для ответственных узлов арматуры применяется радиографический контроль и цветная дефектоскопия для выявления поверхностных дефектов — усадочных раковин, газовых пор и трещин. Допустимые нормы дефектности устанавливаются по ГОСТ 26358 и уточняются в зависимости от категории ответственности детали.
Вопросы и ответы
Каким стандартом регламентируются отливки ЧС17?
Химический состав стали ЧС17 регламентирован ГОСТ 5632, а технические условия на отливки — ГОСТ 977-88. Для арматурных деталей дополнительно применяются требования ГОСТ 33259 и отраслевых нормативов.
В каких средах допустимо применение отливок ЧС17?
Литьё ЧС17 устойчиво к азотной кислоте любой концентрации при температуре до 80 C, к нитрофосфорным смесям, а также к газообразным окислительным средам при температурах до 900 C. Не рекомендуется применение в соляной и плавиковой кислотах.
Какие методы литья применяются для ЧС17?
Наиболее распространено литьё по выплавляемым моделям для деталей сложной конфигурации и литьё в песчаные формы для крупногабаритных корпусных заготовок. Выбор метода определяется массой, габаритами и требуемой точностью отливки.
Подвергаются ли отливки ЧС17 термической обработке?
Стандартная технология не предусматривает упрочняющей термической обработки. При необходимости снятия литейных напряжений применяется нормализация при 1050–1100 C с последующим охлаждением на воздухе.
