Металлические отливки DIN EN 12513 в Минске

Металлические отливки DIN EN 12513: высокохромистые чугуны для ударно-абразивного износа

Стандарт DIN EN 12513 распространяется на износостойкие отливки из высокохромистого чугуна, легированного хромом в диапазоне 18–30 % с добавками молибдена, никеля, меди и марганца. В отличие от низколегированных чугунов по EN 12513, данные сплавы формируют в литой структуре карбиды типа M₇C₃ с микротвёрдостью 1300–1800 HV, распределённые в мартенситной или аустенитной матрице. Именно карбидная фаза обеспечивает сопротивление гидроабразивному и ударно-абразивному изнашиванию в условиях горнорудного, цементного и энергетического производства.

Стандарт классифицирует материалы по трём основным группам: низколегированные хромистые чугуны (Cr 12–18 %), высокохромистые чугуны (Cr 18–30 %) и высокохромистые никелевые чугуны с аустенитной матрицей. Каждая группа имеет собственный диапазон твёрдости и область применения, определяемую типом абразива, крупностью частиц и наличием ударных нагрузок.

Марки и химический состав по DIN EN 12513

• G-X300CrMo15-3 — 2,8–3,6 % C; 14–17 % Cr; 2,5–3,5 % Mo; твёрдость 450–550 HB; для насосов и мельничных футеровок.
• G-X300CrMoNi15-2-1 — 2,6–3,4 % C; 14–17 % Cr; 1,5–2,5 % Mo; 0,8–1,5 % Ni; твёрдость 470–560 HB; дробемётные лопатки.
• G-X260Cr27 — 2,4–2,8 % C; 26–28 % Cr; твёрдость 400–500 HB; для сильнокислых пульп и футеровок циклонов.
• G-X300CrNiSi9-5-2 — 2,6–3,2 % C; 8–10 % Cr; 4,5–6,0 % Ni; 1,5–2,5 % Si; аустенитная матрица; твёрдость 350–450 HB; ударные нагрузки.
• G-X350CrMo15-3 — 3,2–3,8 % C; 14–17 % Cr; 2,5–3,5 % Mo; твёрдость 500–600 HB; для экстремального абразивного износа.

Механические свойства и условия эксплуатации

Предел прочности при растяжении для высокохромистых чугунов составляет 400–650 МПа, предел прочности при изгибе — 600–900 МПа. Ударная вязкость по Шарпи (образцы без надреза) варьируется от 3 до 12 Дж/см в зависимости от матрицы: мартенситные сплавы имеют меньшую вязкость, аустенитные — повышенную. Теплостойкость сохраняется до 550–600 C без существенной потери твёрдости, что позволяет применять отливки в обжиговых печах и системах горячего транспорта абразивов.

Ключевой параметр — соотношение твёрдости карбидов и абразивных частиц. При обработке кварцевого песка (твёрдость 1100–1200 HV) высокохромистые чугуны с карбидами M₇C₃ (1300–1800 HV) демонстрируют износостойкость в 3–5 раз выше, чем у марганцовистой стали 110Г13Л. Для корундовых и карбидокремниевых абразивов (2000–2500 HV) применяют сплавы с дополнительным легированием ванадием и ниобием.

Типовые области применения

• Футеровочные плиты и броня конусных и щековых дробилок на обогатительных фабриках.
• Рабочие колёса, корпуса и отводы шламовых насосов систем гидротранспорта.
• Дробемётные лопатки и защитные кожухи установок дробеструйной очистки.
• Валки и столы вертикальных мельниц цементного производства.
• Зубья ковшей экскаваторов и рыхлителей на открытых горных работах.
• Футеровки циклонов и течек систем пылеулавливания ТЭЦ.

Технологические параметры литья и термообработки

Отливки получают в песчано-глинистых, ХТС или керамических формах. Температура заливки — 1380–1450 C. Для снятия литейных напряжений и стабилизации структуры применяют отжиг при 950–1050 C с последующим охлаждением на воздухе (нормализация) или в печи (высокий отпуск). Аустенитные марки G-X300CrNiSi9-5-2 термообработке не подвергают — структура стабилизируется естественным старением.

Контроль качества и приёмка

Приёмо-сдаточные испытания включают химический анализ ковшовой пробы, замер твёрдости по Бринеллю на поверхности отливки (не менее трёх точек), ультразвуковую дефектоскопию на наличие внутренних раковин и трещин. Для ответственных деталей (лопатки дробемётов, рабочие колёса насосов) проводят макрошлифовку и металлографический анализ карбидной сетки. Допускается наплавка изношенных поверхностей электродами типа EN 14700 E Fe16.

Вопросы и ответы