Отливки из жаропрочной стали 18Х25Н19СЛ в Минске

Отливки из жаропрочной стали 18Х25Н19СЛ — литье для высокотемпературных агрегатов

Отливки из стали 18Х25Н19СЛ — это фасонное литье, предназначенное для изготовления деталей, работающих в окислительных и науглероживающих средах при температурах до 1050 C. Материал относится к классу литейных хромоникелевых сталей аустенитного класса с добавлением кремния, что обеспечивает повышенную окалиностойкость и сопротивление газовой коррозии. Легирование хромом (23–26%) и никелем (18–21%) формирует стабильную аустенитную структуру, которая сохраняет механические свойства при длительном нагреве.

Технология изготовления отливок из 18Х25Н19СЛ включает плавку в индукционных печах с последующей заливкой в песчано-глинистые формы, формы по выплавляемым моделям или в оболочковые формы. Выбор способа литья определяется конфигурацией детали, требованиями к точности размеров и шероховатости поверхности. Для ответственных узлов применяется литье по выплавляемым моделям, обеспечивающее получение сложных внутренних полостей и каналов без механической обработки.

Химический состав и механические свойства

Химический состав стали 18Х25Н19СЛ регламентируется ГОСТ 977-88 и характеризуется следующими пределами содержания элементов:

• углерод — 0,15–0,25%;
• кремний — 2,0–3,0%;
• марганец — до 1,5%;
• хром — 23,0–26,0%;
• никель — 18,0–21,0%;
• сера и фосфор — не более 0,03% каждого.

Повышенное содержание кремния отличает данную марку от деформируемого аналога 20Х25Н19С2 и обеспечивает формирование плотного защитного слоя SiO на поверхности отливки при нагреве. Это препятствует диффузии кислорода и углерода вглубь металла, что критически важно для деталей печной арматуры и конвейерных систем.

Механические свойства отливок после нормализации при 1100 C с охлаждением на воздухе: временное сопротивление разрыву — не менее 490 МПа, предел текучести — не менее 245 МПа, относительное удлинение — не менее 15%. Твердость отливок составляет 131–179 HB. При длительной эксплуатации при 900–1000 C сталь не склонна к охрупчиванию благодаря низкому содержанию вредных примесей.

Применение отливок из 18Х25Н19СЛ

Отливки из жаропрочной стали 18Х25Н19СЛ востребованы в отраслях, где требуется работа металла при высоких температурах в агрессивных газовых средах. Основные области применения:

• печное оборудование — ролики, подовые плиты, муфели, реторты для цементации и азотирования;
• конвейерные системы термических цехов — звенья цепей, захваты, поддоны для закалки и отпуска;
• нефтехимическое машиностроение — детали трубчатых печей пиролиза, опоры труб, распределительные коробки;
• энергетическое машиностроение — элементы горелочных устройств, жаровые трубы, экраны топок;
• стекольная промышленность — формы для прессования стеклоизделий, лопасти мешалок расплава.

Детали из 18Х25Н19СЛ применяются в средах, содержащих сернистые соединения, однако при температурах выше 900 C в серосодержащей атмосфере стойкость материала снижается, что требует ограничения по составу газовой среды. В окислительной атмосфере отливки сохраняют работоспособность при циклических нагревах с перепадами температур до 800 C.

Особенности проектирования и эксплуатации отливок

При конструировании отливок из 18Х25Н19СЛ необходимо учитывать склонность аустенитных сталей к росту зерна при перегревах и связанное с этим снижение пластичности. Рекомендуемая толщина стенок отливок — от 8 до 50 мм; для тонкостенных деталей требуется корректировка режимов заливки для предотвращения образования усадочных раковин и горячих трещин. Линейная усадка стали составляет 1,8–2,2%, что учитывается при изготовлении модельной оснастки.

Сварку отливок при ремонте или монтаже выполняют электродами типа ЦЛ-25 или аналогичными аустенитными материалами с последующим отпуском при 850–900 C для снятия остаточных напряжений. Механическая обработка отливок затруднена из-за вязкости аустенитной структуры, поэтому рекомендуется применять твердосплавный инструмент с обильным охлаждением.

Длительная прочность стали 18Х25Н19СЛ при 1000 C составляет 12 МПа на базе 100 часов, что позволяет использовать отливки для слабонагруженных деталей стационарных печей. Для элементов, воспринимающих значительные нагрузки при высоких температурах, рекомендуется ограничить рабочую температуру до 950 C.

Вопросы и ответы