Отливки из жаропрочной стали 20Х25Н19С2Л в Минске

Отливки из жаропрочной стали 20Х25Н19С2Л — фасонные изделия для высокотемпературных узлов

Отливки из жаропрочной стали 20Х25Н19С2Л — это фасонные заготовки, получаемые методом литья по выплавляемым моделям или в песчано-глинистые формы, предназначенные для эксплуатации в окислительных и слабовосстановительных средах при температурах до 1100 C. Материал относится к литейным хромоникелевым сталям аустенитного класса с добавлением кремния, что обеспечивает сочетание окалиностойкости, жаропрочности и технологичности при изготовлении сложнопрофильных деталей.

Химический состав стали 20Х25Н19С2Л регламентируется ГОСТ 977-88 и характеризуется содержанием хрома 23–27 %, никеля 18–21 % и кремния 2,0–3,0 %. Высокая доля хрома формирует плотную защитную пленку CrO, а кремний дополнительно повышает сопротивление газовой коррозии при циклических теплосменах. Углерод в количестве до 0,20 % обеспечивает умеренную прочность при рабочих температурах без склонности к выделению избыточных карбидов по границам зерен.

Механические свойства и структура

После нормализации с высоким отпуском литая сталь 20Х25Н19С2Л имеет аустенитную структуру с незначительным количеством карбидной фазы. Предел текучести при комнатной температуре составляет не менее 245 МПа, временное сопротивление разрыву — 490–590 МПа, относительное удлинение — не менее 15 %. При нагреве до 800–900 C материал сохраняет достаточную несущую способность для работы в условиях статических нагрузок, а предел длительной прочности на базе 1000 ч при 900 C находится в диапазоне 20–30 МПа.

Жаропрочность стали обеспечивается твердорастворным упрочнением аустенитной матрицы легирующими элементами. В отличие от низколегированных теплоустойчивых сталей, 20Х25Н19С2Л не требует последующей термической обработки для восстановления свойств после сварки при изготовлении сварно-литых конструкций, что упрощает ремонт и монтаж оборудования.

Применение отливок из 20Х25Н19С2Л

Фасонные отливки из данной стали востребованы в узлах, работающих в интервале температур 850–1100 C в контакте с продуктами сгорания природного газа, воздухом и парами серы умеренной концентрации. Основные области использования:

• конвейерные печи термических цехов — ролики, подовые плиты, муфели, желоба закалочных ванн;
• трубчатые печи нефтепереработки — опоры змеевиков, подвески, дистанционирующие решетки;
• агрегаты цементной промышленности — колосники, футеровочные элементы, горелочные насадки;
• установки сжигания отходов — колосниковые решетки, направляющие лопатки, защитные кожухи;
• печи остеклования и обжига керамики — тележки, подставки, кассеты для загрузки изделий.

Отливки из 20Х25Н19С2Л применяются также для изготовления арматуры печных горелок, сопел и распределительных коробов систем подачи горячего воздуха. Материал пригоден для работы в средах с умеренным содержанием сернистых соединений, однако при наличии расплавленных солей щелочных металлов или интенсивных хлоридных сред требуется дополнительная оценка стойкости.

Технологические особенности литья

Жидкотекучесть стали 20Х25Н19С2Л достаточна для получения отливок с толщиной стенки от 8 мм и сложной конфигурацией внутренних полостей. Линейная усадка составляет 1,8–2,2 %, что учитывается при конструировании модельной оснастки. Для предотвращения горячих трещин в массивных сечениях применяют технологические напуски и ребра жесткости, удаляемые после остывания.

Механическая обработка отливок затруднена из-за склонности аустенитной стали к наклепу и низкой теплопроводности. Рекомендуется применение твердосплавного инструмента с обильным охлаждением и сниженными скоростями резания. Сварка отливок между собой или с листовым прокатом выполняется электродами типа ЦТ-28 или аргонодуговой сваркой с присадочной проволокой аналогичного состава без обязательного предварительного подогрева.

Контроль качества и дефектоскопия

Отливки из стали 20Х25Н19С2Л подвергаются визуальному и измерительному контролю на соответствие геометрическим допускам, а также радиографическому или ультразвуковому контролю ответственных зон. Допустимые дефекты — газовые раковины, усадочная пористость и неметаллические включения — нормируются по ГОСТ 26358 для отливок общего назначения. Для изделий, работающих под внутренним давлением или испытывающих знакопеременные термические нагрузки, назначается 100 % контроль методами неразрушающей дефектоскопии.

При заказе отливок указываются класс точности размеров, степень чистоты поверхности и объем контроля механических свойств. Для серийного производства применяются статистические методы приемки с периодическими испытаниями на жаропрочность при температуре эксплуатации.

Вопросы и ответы