Отливки из жаропрочной стали 20Х5МЛ в Минске

Отливки из жаропрочной стали 20Х5МЛ — литье для высокотемпературных узлов

Отливки из стали 20Х5МЛ — это фасонное литье, предназначенное для изготовления деталей, работающих в среде с температурой до 600–650 C. Материал относится к группе хромистых жаропрочных сталей перлитного класса с добавлением молибдена, что обеспечивает сочетание жаропрочности, окалиностойкости и удовлетворительной технологичности при изготовлении отливок сложной конфигурации.

Химический состав стали 20Х5МЛ регламентирован ГОСТ 977-88 и характеризуется содержанием хрома на уровне 4,5–6,0 %, что формирует стойкость к газовой коррозии при повышенных температурах. Молибден в количестве 0,4–0,6 % упрочняет ферритную матрицу и повышает сопротивление ползучести. Углерод (0,15–0,25 %) обеспечивает необходимый уровень прочности после нормализации с высоким отпуском.

Механические свойства и структура

После термической обработки — нормализации при 950–980 C и высокого отпуска при 700–750 C — отливки из 20Х5МЛ приобретают сорбитную структуру с пределом текучести не менее 320 МПа и временным сопротивлением разрыву в диапазоне 540–640 МПа. Относительное удлинение составляет не менее 16 %, ударная вязкость KCU — не ниже 39 Дж/см. Твердость после отпуска находится в пределах 170–220 HB, что обеспечивает хорошую обрабатываемость резанием.

Жаропрочность стали 20Х5МЛ проявляется в способности сохранять механические характеристики при длительном нагружении при 550–600 C. Предел длительной прочности при 550 C за 10 000 часов составляет около 80–100 МПа. Окалиностойкость материала сохраняется до температуры 650 C в окислительной атмосфере.

Технология производства отливок

Отливки из стали 20Х5МЛ изготавливаются методами литья в песчано-глинистые формы, по выплавляемым моделям и в оболочковые формы. Жидкотекучесть стали достаточна для получения тонкостенных отливок с толщиной стенки от 8–10 мм. Линейная усадка составляет 1,5–2,0 %, что учитывается при конструировании литейной оснастки.

Для отливок ответственного назначения применяется контроль качества методами радиографического и ультразвукового контроля. Допустимые дефекты литейного происхождения — раковины, рыхлоты, неметаллические включения — регламентируются нормативной документацией по группам отливок.

Применение отливок из 20Х5МЛ

Основные потребители отливок из стали 20Х5МЛ — предприятия нефтегазового машиностроения, энергетического машиностроения и химической промышленности. Из этого материала изготавливают:

• корпуса задвижек и клапанов для трубопроводной арматуры, работающей при температурах до 600 C;
• детали проточной части центробежных насосов для перекачки горячих сред;
• корпусные элементы печной арматуры и детали крепления футеровки;
• патрубки, тройники и переходники технологических трубопроводов;
• детали запорно-регулирующей арматуры для установок каталитического крекинга и гидроочистки;
• корпуса и крышки теплообменного оборудования.

Выбор стали 20Х5МЛ для литых деталей обусловлен оптимальным сочетанием стоимости и эксплуатационных характеристик в условиях умеренных температур, где применение высоколегированных аустенитных сталей экономически нецелесообразно.

Свариваемость и ремонтопригодность

Сталь 20Х5МЛ относится к ограниченно свариваемым материалам. Сварка отливок при монтаже или ремонте выполняется с предварительным подогревом до 250–350 C и последующим отпуском для снятия напряжений. В качестве сварочных материалов применяются электроды типа Э-10Х5МФ или аналогичные с близким химическим составом. После сварки обязателен высокий отпуск при 720–740 C.

Особенности заказа и приемки

При заказе отливок из стали 20Х5МЛ необходимо указывать категорию прочности, группу отливки по сложности и требования к методам неразрушающего контроля. Для деталей, работающих под давлением, требуется подтверждение герметичности гидравлическими испытаниями. Допускается исправление дефектов заваркой с последующей повторной термической обработкой при условии согласования с заказчиком.

Вопросы и ответы