Отливки из жаропрочной стали 40Х29С2Л в Минске

Отливки из жаропрочной стали 40Х29С2Л — литье для высокотемпературных узлов

Отливки из стали 40Х29С2Л — это фасонные заготовки, получаемые методом литья в песчано-глинистые или оболочковые формы из жаропрочной хромистой стали аустенитно-ферритного класса. Материал легирован хромом (27–30%) и кремнием (2,0–2,8%), что обеспечивает окалиностойкость при рабочих температурах до 1050–1100 C. В отличие от деформируемых аналогов, литая структура 40Х29С2Л формируется непосредственно в процессе кристаллизации, что определяет специфику механических свойств и эксплуатационного ресурса деталей.

Основное назначение отливок из 40Х29С2Л — работа в окислительных средах при длительном статическом нагружении. Материал не предназначен для восприятия ударных нагрузок и значительных знакопеременных напряжений при температурах ниже 600 C из-за склонности к хрупкому разрушению. При нагреве свыше 850 C сталь демонстрирует устойчивость к газовой коррозии в атмосфере продуктов сгорания природного газа, мазута и твердого топлива.

Химический состав и структура

Содержание углерода в пределах 0,35–0,45% обеспечивает формирование карбидной фазы, повышающей жаропрочность при длительной выдержке. Кремний, помимо раскисления, способствует образованию плотной защитной пленки SiO на поверхности отливки. Структура металла — феррит с включениями карбидов хрома и легированного перлита; после нормализации с высоким отпуском достигается оптимальное соотношение прочности и пластичности для литых деталей.

Технологические особенности литья

Жидкотекучесть стали 40Х29С2Л удовлетворительная, однако высокая усадка (до 1,8–2,0%) требует применения прибылей увеличенного сечения и холодильников в зонах массивных узлов. Склонность к образованию горячих трещин ограничивает свободу конструирования переходов между стенками разной толщины. Рекомендуемые режимы термической обработки отливок — нормализация при 1050–1100 C с последующим отпуском при 750–800 C для снятия литейных напряжений.

Применение отливок из 40Х29С2Л

Фасонное литье из этой стали востребовано в узлах, где сочетание окалиностойкости и относительно невысокой стоимости важнее, чем длительная прочность при ползучести. Типовые позиции:

• колосники и ступени колосниковых решеток термических печей;
• ролики и направляющие рольгангов нагревательных печей прокатных станов;
• конвейерные звенья и поддоны для отжига и цементации;
• горелочные камни, рассекатели и другие детали горелочных устройств;
• арматура и фасонные элементы трубопроводов горячего воздуха и дымовых газов;
• детали установок пиролиза и конверсии при температурах до 1000 C.

Механические свойства при высоких температурах

При оценке пригодности отливок для конкретного применения учитывают кратковременную прочность при рабочей температуре, а не только характеристики при 20 C. Ниже приведены ориентировочные значения для отливок после нормализации с отпуском.

Длительная прочность при 950 C на базе 100 ч составляет порядка 15–20 МПа, что ограничивает применение отливок в сильно нагруженных деталях при температурах выше 900 C. Для узлов, работающих под напряжением при 1000–1100 C, предпочтительны отливки из стали 45Х26Н33С2Л2 или литого сплава ХН45Ю.

Контроль качества и дефекты

Отливки из 40Х29С2Л подвергают визуальному и измерительному контролю, при необходимости — радиографическому или ультразвуковому контролю в зонах, воспринимающих нагрузку. Недопустимыми дефектами считаются сквозные рыхлоты, горячие трещины, грубые плены и усадочные раковины в сечениях, работающих на изгиб. Допускается заварка поверхностных дефектов после предварительной вырубки с последующей термообработкой всей отливки.

Вопросы и ответы