Литье из высокохромистого чугуна чх28

Если честно, когда слышишь про литье из высокохромистого чугуна чх28, первое что приходит в голову — это вечные проблемы с трещинами на отливках. Многие думают, что раз чугун высокохромистый, то он почти неубиваемый, но на деле без правильного подхода к шихтовке и термообработке даже ЧХ28 может сыграть злую шутку. У нас в ООО Чжэньцзян Синшэн Стальное Литье через это прошли — в портовых узлах, например, где детали изнашиваются быстро, сначала думали, что просто повысим хром и всё, но нет...

Шихтовка — где кроется дьявол

С ЧХ28 работать — это как с капризным ребёнком: малейший перекос в шихте, и всё. Помню, как-то раз взяли лом с повышенным содержанием молибдена, думали — улучшим износостойкость, а в итоге получили отливки с внутренними напряжениями. Пришлось переплавлять, терять время. Сейчас строго следим, чтобы шихта была сбалансированной — углерод на уровне 2.6-3.2%, хром 26-30%, иначе в структуре появляются карбиды, которые потом в эксплуатации ведут к выкрашиванию.

Кстати, многие забывают про кремний — если его больше 1.2%, то жидкотекучесть падает, и тонкие стенки отливок не заполняются. Мы это на собственных ошибках учили, когда делали насосные крыльчатки для судовых систем. Формы вроде бы рассчитаны правильно, а металл не течёт — оказалось, кремний виноват.

И ещё момент — футеровка печи. Для литья из высокохромистого чугуна чх28 магнезитовую нельзя, только основную, иначе фосфор из шихты переходит в металл, и хрупкость повышается. Один раз так чуть не угробили партию задвижек для нефтехимии — хорошо, вовремя спохватились.

Термообработка — не просто 'нагрев-остуди'

С отжигом ЧХ28 вообще отдельная история. Если делать по учебнику — нагрев до 950°C, выдержка, медленное охлаждение — вроде бы всё просто. Но на практике, если печь старая, с неравномерным нагревом, то в одних отливках структура аустенитная получается, в других — мартенситная, и трещины по границам зёрен. Мы для деталей металлургического оборудования, типа валков, стали применять ступенчатый отжиг — сначала 850°C, потом поднимаем до 1000°C, но строго контролируем скорость нагрева. Иначе карбиды не растворяются, и твёрдость скачет от 48 до 60 HRC.

Закалка — тут вообще тонко. Вода не подходит категорически — только воздух или масло, но с маслом свои заморочки: если температура закалки ниже 980°C, то остаточный аустенит слишком много, и износостойкость падает. Проверяли на рабочих колесах для грунтовых насосов — те, что закалены при 950°C, через полгода работы уже имели выработку по кромкам, а при 1020°C — держались годами.

И отпуск! Многие его вообще пропускают, мол, чугун и так прочный. А зря — без отпуска при 450-500°C внутренние напряжения снять невозможно, особенно в массивных отливках. У нас был случай с опорными роликами для дорожно-строительной техники — без отпуска треснули при первых же испытаниях на вибростенде.

Литьевая оснастка — мелочи, которые решают всё

С формами для литья из высокохромистого чугуна чх28 нельзя экономить — если песчаная форма с низкой газопроницаемостью, то газы не успевают выйти, и в отливках раковины. Мы перешли на комбинированные формы — стержни из хромистого песка, а оболочка из обычного, но с добавками, улучшающими газоотвод. Для лесозаготовительных ножей, например, это критично — там геометрия сложная, тонкие кромки.

Литниковые системы — раньше делали по стандарту, с верхним подводом, но для ЧХ28 это не всегда хорошо. Металл тяжёлый, если подавать сверху, то брызги и неметаллические включения в готовой детали. Стали применять сифонные системы, особенно для ответственных деталей типа корпусов судовых насосов — дефектов стало меньше, но пришлось пересчитывать все параметры заливки.

Температура заливки — вот где часто ошибаются. Кажется, чем выше, тем лучше жидкотекучесть. Но для ЧХ28 оптимально °C, если выше — зерно растёт, и ударная вязкость падает. Проверяли на образцах для испытаний — при 1450°C KCU был почти в два раза ниже, чем при 1400°C. Мелочь, а влияет.

Контроль качества — не для галочки

Ультразвуковой контроль — без него никуда, но с ЧХ28 есть нюансы. Из-за крупнозернистой структуры attenuation высокий, и мелкие дефекты можно пропустить. Мы комбинируем УЗК с магнитопорошковым методом, особенно для деталей портовой техники, где нагрузки ударные. Один раз недосмотрели раковину в кронштейне стрелы — деталь лопнула при нагрузке, хорошо, без жертв обошлось.

Химический анализ — делаем не только готового металла, но и шихты. Бывало, что в ломе попадаются элементы-примеси, типа олова или свинца, которые в готовом чугуне дают красноломкость. Теперь каждый вагон с сырьём проверяем, особенно для литья из высокохромистого чугуна чх28, где чистота состава важна.

Испытания на износ — без них вообще нет смысла работать. Мы тестируем образцы на машинах трения, имитируя реальные условия. Для нефтехимической арматуры, например, добавляем абразивную среду — песок с водой. Только так можно быть уверенным, что деталь отработает свой срок.

Практические кейсы — что сработало, а что нет

Для металлургического оборудования — валки прокатные из ЧХ28. Сначала делали с твердостью 55-58 HRC, но они быстро изнашивались в условиях горячей прокатки. Поняли, что нужно повышать теплостойкость — добавили никель до 1.5%, и твердость подняли до 60-62 HRC. Ресурс увеличился втрое, но пришлось менять режимы термообработки — отпуск при 550°C вместо 500.

Неудачный опыт — пробовали делать из ЧХ28 корпуса задвижек для высоких давлений. Казалось бы, материал прочный, но без учёта коррозионной стойкости в сернистых средах — детали покрывались сеткой трещин. Пришлось переходить на легированную сталь для таких случаев, а ЧХ28 оставили для менее агрессивных условий.

Успешный пример — рабочие колеса для грунтовых насосов. Раньше ставили из обычного чугуна, меняли каждые 3 месяца. Перешли на литье из высокохромистого чугуна чх28 с оптимизированной структурой — работают уже больше года. Но тут важно было подобрать режим закалки, чтобы не было хрупкости на кромках лопастей.

Выводы — что осталось за кадром

В общем, работа с ЧХ28 — это постоянный баланс между химией, термообработкой и литьевыми технологиями. Нельзя слепо следовать ГОСТам — нужно адаптировать под конкретные условия. В ООО Чжэньцзян Синшэн Стальное Литье мы набили шишек, но теперь можем confidently говорить, что понимаем этот материал.

И ещё — никогда не экономьте на контроле. Лучше потратить лишний день на проверку, чем потом разбираться с браком или, не дай бог, аварией на объекте. Особенно это касается деталей для портового хозяйства и нефтехимии, где последствия могут быть серьёзными.

Если резюмировать — литье из высокохромистого чугуна чх28 требует опыта и внимания к мелочам. Технология не прощает халатности, но если всё сделать правильно, то результат превосходит ожидания. Проверено на практике — и не раз.