Что такое хромистый чугун и почему его берут вместо серого
Колосник из СЧ20 прогорает на антраците за один отопительный сезон. Улитка насоса на песковой пульпе стирается за полгода. Кокиль после двухсот заливок начинает вести. Три разных цеха, три разных цеха, одна и та же замена металла: вместо серого чугуна ставят хромистый.
«Чугун ЧХ» это не марка, а группа по ГОСТ 7769-82, и хрома в ней от 0,4 до 34 %. Хром отвечает сразу за три свойства: абразивостойкость, окалиностойкость, сопротивление кислотам. Ниже разобрано, как из тринадцати марок выбрать нужную и на чём при выборе обычно ошибаются.
Завод «Промдеталь» отливает детали из хромистых чугунов в холоднотвердеющие смеси (ХТС). Колосники, бронеплиты, футеровка, рабочие колёса насосов, корпуса узлов, работающих в абразиве, жаре и кислотах. От одной штуки до серии, расчёт по чертежу за один рабочий день.
Расшифровка марки ЧХ
Ч означает чугун, Х означает хром. Цифра после буквы показывает примерную массовую долю основного легирующего элемента в процентах, и это прямо оговорено в примечании к таблице 1 стандарта.
- ЧХ1 — хрома 0,40–1,00 %;
- ЧХ2 — 1,01–2,00 %;
- ЧХ3 — 2,01–3,00 %;
- ЧХ16 — 13,0–19,0 %;
- ЧХ22 — 19,0–25,0 %;
- ЧХ28 — 25,0–30,0 %;
- ЧХ32 — 30,0–34,0 %.
Дополнительные буквы уточняют второе легирование: Т титан, Н никель, Д медь, М молибден, С кремний, П фосфор. Буквы Ш в хромистой группе не бывает: шаровидного графита в этих чугунах нет вообще, весь углерод уходит в карбиды.
Одно различие между группами заказчики путают постоянно. У СЧ20 цифра означает предел прочности при растяжении в МПа, делённый на десять. У чугуна ЧХ цифра про прочность не говорит ничего. У ЧХ16 предел прочности 350 МПа, у ЧХ16М2 при том же хроме 170 МПа, и разница только в углероде и молибдене. Поэтому логика «возьму марку с цифрой побольше, чтобы металл был покрепче» в этой группе даёт обратный результат: ЧХ32 по прочности (290 МПа) уступает ЧХ28 (370 МПа).
Химический состав хромистых чугунов
Состав по ГОСТ 7769-82, таблица 2.
| Марка | C, % | Si, % | Mn, % | P, % не более | S, % не более | Cr, % |
|---|---|---|---|---|---|---|
| ЧХ1 | 3,0–3,8 | 1,5–2,5 | ≤1,0 | 0,30 | 0,12 | 0,40–1,00 |
| ЧХ2 | 3,0–3,8 | 2,0–3,0 | ≤1,0 | 0,30 | 0,12 | 1,01–2,00 |
| ЧХ3 | 3,0–3,8 | 2,8–3,8 | ≤1,0 | 0,30 | 0,12 | 2,01–3,00 |
| ЧХ16 | 1,6–2,4 | 1,5–2,2 | ≤1,0 | 0,10 | 0,05 | 13,0–19,0 |
| ЧХ22 | 2,4–3,6 | 0,2–1,0 | 1,5–2,5 | 0,10 | 0,08 | 19,0–25,0 |
| ЧХ22С | 0,6–1,0 | 3,0–4,0 | ≤1,0 | 0,10 | 0,08 | 19,0–25,0 |
| ЧХ28 | 0,5–1,6 | 0,5–1,5 | ≤1,0 | 0,10 | 0,08 | 25,0–30,0 |
| ЧХ32 | 1,6–3,2 | 1,5–2,5 | ≤1,0 | 0,10 | 0,08 | 30,0–34,0 |
Углерод падает с ростом хрома: у ЧХ1 его 3,0–3,8 %, у ЧХ28 уже 0,5–1,6 %. Чем больше хрома, тем больше его связывается в карбиды, и свободного углерода в металле остаётся меньше. Поэтому высокохромистые чугуны белые, без графита.
Кремний у ЧХ3 поднят до 2,8–3,8 % намеренно: он возвращает жидкотекучесть, которую съедает хром. У ЧХ22 картина обратная, кремния 0,2–1,0 % при марганце 1,5–2,5 %. Марганец здесь усиливает износостойкость в тех узлах, где нужен твёрдый абразивостойкий металл.
Фосфор и серу в высокохромистых держат вдвое строже, чем в низколегированных: 0,10 и 0,05–0,08 % против 0,30 и 0,12 %. Формальностью это не назовёшь. Трещины по телу отливки из ЧХ16 начинаются чаще всего именно от серы.
Марки с индексами получают второй элемент. ЧХ16М2 это хром 13–19 % с молибденом (по стандарту при хроме 13–16 % рекомендуют 2,0–1,5 % молибдена, при 16–19 % уже 1,5–0,5 %). ЧХ9Н5 несёт хром 8,0–9,5 % и никель 4,0–6,0 %. ЧХ28Д2 это хром 25–30 % с медью 1,5–2,5 %, ЧХ28П тот же хром с фосфором 0,8–1,5 %. Последняя марка стоит особняком: её берут под цинковый расплав, потому что обычные хромистые в жидком цинке живут недолго.
Структура: почему чугун ЧХ держит износ и жар
Высокохромистые марки белые, весь углерод связан в карбиды хрома, пластинчатого графита в металле нет. Твёрдость карбидов хрома выше твёрдости кварца, а кварц основной абразив на большинстве производств: песок, руда, шлак, зола. Пока карбидные острова держат удар абразива, матрица работает связкой, и деталь изнашивается медленно.
У низколегированных ЧХ1–ЧХ3 структура иная: это серый чугун с пластинчатым графитом, где хром повышает дисперсность перлита. Выигрыш скромнее, зато обработка резанием остаётся нормальной. Детали металлургического производства и кокили до сих пор льют из ЧХ1 и ЧХ2 именно по этой причине, а не из ЧХ16.
Второе свойство окалиностойкость. Хром при нагреве образует на поверхности плотную оксидную плёнку, которая перекрывает кислороду доступ внутрь металла. ГОСТ 7769-82 в пункте 1.7 задаёт жаростойким маркам конкретную планку: увеличение массы от окалинообразования не более 0,5 г/м²·ч и рост не более 0,2 % при температуре эксплуатации в течение 150 часов. Голый серый чугун при 900 °C такой плёнки не даёт, он окисляется по сечению и разрушается.
Третья особенность коррозионная стойкость в кислотах. Она включается у марок с 19 % хрома и выше, то есть начиная с ЧХ22.
Твёрдость и механические свойства по маркам
Значения по таблице 3 ГОСТ 7769-82.
| Марка | σв, МПа, не менее | σизг, МПа, не менее | Твёрдость НВ |
|---|---|---|---|
| ЧХ1 | 170 | 350 | 207–286 |
| ЧХ2 | 150 | 310 | 207–286 |
| ЧХ3 | 150 | 310 | 228–364 |
| ЧХ16 | 350 | 700 | 400–450 |
| ЧХ16М2 | 170 | 490 | 490–610 |
| ЧХ22 | 290 | 540 | 330–610 |
| ЧХ22С | 290 | 540 | 215–340 |
| ЧХ28 | 370 | 560 | 215–270 |
| ЧХ32 | 290 | 490 | 245–340 |
Первый момент, который почти всегда приходится проговаривать заказчику: стандарт разрешает контролировать механические свойства и твёрдость только по требованию потребителя, а марка чугуна определяется химическим составом (пункт 1.3). Завод по умолчанию отвечает за состав плавки, а не за механику. Если для детали важна именно твёрдость, это нужно отдельно фиксировать в заказе.
Второй момент. Примечание к таблице 3 говорит, что прочность и твёрдость высокохромистых, марганцевых и никелевых чугунов приведены после нормализации и низкотемпературного отпуска. Литая деталь из ЧХ16 сразу после выбивки не покажет 400–450 НВ, а ЧХ22 без термообработки не выйдет на верхнюю границу 610 НВ. Договориться об этом на этапе заявки дешевле, чем разбираться на входном контроле.
Разброс по ЧХ28 выглядит странно, но опечатки в нём нет: твёрдость 215–270 НВ ниже, чем у ЧХ16, а предел прочности выше. С ростом хрома до 25–30 % металл становится менее твёрдым, зато более прочным, пластичным и заметно более стойким к кислотам.
Марка за маркой: полный ряд хромистых чугунов
ЧХ1 — низколегированный, хорошо обрабатывается
Хрома 0,40–1,00 %, углерода 3,0–3,8 %, твёрдость 207–286 НВ. Жаростойкость ориентировочно до 500–700 °C на воздухе, в топочных и генераторных газах. Идёт на кокили, стеклоформы, детали металлургического производства, арматуру химического оборудования. Практическое преимущество перед высокохромистыми ровно одно, зато весомое: металл режется инструментом, припуск снимается резцом, а не шлифовкой.
ЧХ2 — шаг в сторону износа
Хром 1,01–2,00 % при кремнии 2,0–3,0 %. Твёрдость и прочность держатся на уровне ЧХ1, износостойкость немного выше. Марку берут там, где деталь уже не живёт из СЧ20, а платить за 16 % хрома смысла нет: корпуса арматуры, детали стеклоформующего оборудования, кокили средней нагруженности.
ЧХ3 и ЧХ3Т — жар плюс износ
Хрома 2,01–3,00 %, но кремний поднят до 2,8–3,8 %, и твёрдость вырастает до 228–364 НВ. Рабочая температура ориентировочно до 700 °C. Вариант ЧХ3Т легирован титаном: твёрдость 440–590 НВ, самая высокая в низколегированной подгруппе. Его берут под чистый абразив без высоких температур, где не хочется платить за высокохромистый металл и возиться со шлифовкой.
ЧХ16 — рабочая марка абразива
Хром 13–19 %, углерод 1,6–2,4 %, твёрдость 400–450 НВ, предел прочности на изгиб 700 МПа — лучший показатель во всей группе. Жаростойкость на воздухе до 900 °C, плюс стойкость к неорганическим кислотам высокой концентрации. Это самая востребованная марка, и спрос на неё в поиске опережает остальные марки ЧХ вместе взятые.
Из ЧХ16 делают колосники и решётки топок, бронеплиты, футеровку дробилок, детали грохотов и склизов, рабочие колёса насосов на пульпе, детали пескоструйных и дробеструйных камер. Обрабатываемость — обратная сторона твёрдости: 400–450 НВ резец берёт плохо, чистовые поверхности выводят шлифованием, и это закладывают в смету заранее.
ЧХ16М2 — молибден против износа
Тот же хром, но с молибденом. Твёрдость вырастает до 490–610 НВ, прочность падает до 170 МПа. По стандартному приложению о применении это марка для деталей гидромашин с наибольшей устойчивостью против износа. Если деталь истирается, а нагрузки на изгиб небольшие, молибденовый вариант отработает дольше базового ЧХ16.
ЧХ22 — максимальная твёрдость после термообработки
Хром 19–25 % при низком кремнии и повышенном марганце. После нормализации твёрдость доходит до 610 НВ. Типовое применение по ГОСТ: детали с высокой стойкостью против абразивного износа и истирания в размольном оборудовании, на грохотах и склизах, на агломашинах, в песко- и дробеструйных камерах при повышенных температурах.
ЧХ22С — та же основа, другая задача
Кремния 3,0–4,0 %, углерода всего 0,6–1,0 %, твёрдость падает до 215–340 НВ. Зато растёт стойкость в кислотах и в запылённых газовых средах с температурой до 1000 °C, включая сопротивление межкристаллитной коррозии. Отсюда простое правило: истирает — берите ЧХ22, жар и кислая среда — ЧХ22С.
ЧХ28 — коррозия и высокие температуры
Хром 25–30 %. Прочность 370 МПа, изгиб 560 МПа, твёрдость 215–270 НВ. Высокая коррозионная стойкость в растворах кислот, щелочей и солей, в газах с серой и диоксидом серы, жаростойкость по стандарту до 1373–1423 K, то есть порядка 1100–1150 °C. Детали химоборудования, арматура, элементы обжиговых и термических печей.
Отдельная ветвь ЧХ28П, где к хрому 25–30 % добавлен фосфор 0,8–1,5 %. Стандарт определяет её применение коротко: стойкие в цинковом расплаве. Для линий горячего цинкования это специализированный материал, и равноценной замены внутри группы у него нет.
ЧХ32 — предел по хрому и по температуре
Максимум хрома по ГОСТ, 30–34 %. Твёрдость 245–340 НВ, прочность 290 МПа, предел прочности на изгиб 490 МПа. Окалиностойкость самая высокая в группе, ориентировочно до 1150–1200 °C. Колосники из ЧХ32 ставят в топки предельных температур, где ЧХ16 уже не выдерживает.
Здесь как раз ломается привычное «больше хрома — значит лучше». ЧХ32 заметно уступает ЧХ16 по твёрдости (340 против 450 НВ на верхней границе), хуже сопротивляется абразиву и дороже в обработке. Советовать ЧХ32 на любую изнашиваемую деталь — распространённая ошибка: за максимальную окалиностойкость приходится платить именно износостойкостью.
ЧХ16 или ЧХ22: как выбрать
Эти две марки сталкиваются в заявках чаще остальных, потому что обе умеют работать в тяжёлых условиях, а стоят одинаково. Разница в том, что именно убивает деталь.
| Параметр | ЧХ16 | ЧХ22 |
|---|---|---|
| Хром, % | 13,0–19,0 | 19,0–25,0 |
| Углерод, % | 1,6–2,4 | 2,4–3,6 |
| Твёрдость НВ | 400–450 (в литом виде) | 330–610 (после нормализации) |
| σв, МПа | 350 | 290 |
| Рабочая температура, ориентировочно | до 900 °C | до 1000–1100 °C |
| Ключевое свойство | твёрдость против абразива, вязкость | истирание при нагреве, кислотостойкость |
| Типовые детали | колосники, бронеплиты, колёса насосов на пульпе | размольное оборудование, грохоты, агломашины |
| Цена, без НДС | от 380 ₽/кг | от 380 ₽/кг |
Решающее правило по среде выглядит так. Абразив, пульпа, песок, дробь и температура до 900 °C — ЧХ16. Печной жар, окалина, запылённые газы, кислоты — ЧХ22 или ЧХ22С. Если деталь истирается уже при 1000 °C, смотреть надо на термообработанную ЧХ22 с её 610 НВ, но помнить, что металл при этом хрупкий и ударов не любит.
Один практический случай из переписки с заказчиком. Заменили бронеплиты дробилки на ЧХ22 «про запас по хрому», и через месяц получили сколы по кромкам: плита твёрже, но менее вязкая, чем исходная ЧХ16, а в дробилку попадал негабарит. Вернулись к ЧХ16 и добавили на входе решётку. Марка подбирается под весь узел, а не только под материал, который по детали сыплется.
Окалиностойкость и рабочие температуры
Ориентировочные температуры эксплуатации. Цифры уточняются при расчёте под конкретную деталь: на них влияет среда, цикличность нагрева и толщина стенки отливки.
| Марка | Рабочая температура, ориентировочно | Среда и назначение |
|---|---|---|
| ЧХ1, ЧХ2 | до 500–700 °C | воздух, топочные и генераторные газы; кокили, стеклоформы |
| ЧХ3, ЧХ3Т | до 700 °C | жар плюс износ; ЧХ3Т — чистый абразив |
| ЧХ16 | до 900 °C | воздух, кислоты высокой концентрации, абразив |
| ЧХ22 | до 1000–1100 °C | абразив при повышенной температуре, размольное оборудование |
| ЧХ22С | до 1000 °C | запылённые газы, кислоты, межкристаллитная коррозия |
| ЧХ28, ЧХ28П | до 1100–1150 °C | кислоты, щёлочи, соли, газы с серой; ЧХ28П — цинковый расплав |
| ЧХ32 | до 1150–1200 °C | предельные температуры, окалиностойкость |
Разница между соседними строками в эксплуатации видна нагляднее, чем в таблице. Колосник из ЧХ16 на 900 °C служит несколько сезонов, а из СЧ20 на том же угле прогорает за один, при разнице в цене металла порядка 130 ₽/кг. Именно поэтому для угольных и антрацитовых топок мы предлагаем жаростойкий чугун по умолчанию, а не уговариваем взять серый подешевле.
Жаростойкий чугун ЖЧХ и алюминиевые ЧЮ: где они уместнее ЧХ22
В прайсе завода есть отдельная позиция: жаростойкий чугун марки ЖЧХ, от 420 ₽/кг. Это хромистая линейка с пониженным углеродом и умеренным легированием, которая работает в диапазоне ориентировочно до 700 °C. Логика выбора простая. Если деталь греется до 600–700 °C и при этом не истирается песком и рудой, платить за 16 или 22 % хрома незачем: ЖЧХ справится, обрабатывается легче и стоит дешевле в пересчёте на готовую деталь.
Терминологию здесь лучше развести сразу, потому что путают её постоянно. Жаростойкость означает сопротивление окислению при высокой температуре, то есть способность металла не покрываться окалиной и не терять сечение. Жаропрочность означает сохранение прочности и сопротивления ползучести в горячем состоянии. Это два разных свойства и два разных класса материалов: жаростойкие чугуны (ЧХ22, ЧХ28, ЧХ32, кремнистые ЧС5 и ЧС5Ш, алюминиевые ЧЮ22Ш и ЧЮ30Ш) против жаропрочных аустенитных (ЧН19Х3Ш, ЧН11Г7Ш).
По рабочим температурам группа делится примерно так:
| Материал | Рабочая температура, ориентировочно | Замечание |
|---|---|---|
| ЖЧХ (жаростойкий хромистый) | до 700 °C | дешёвый вариант под умеренный жар без абразива |
| ЧС5, ЧС5Ш (кремнистые) | до 800–850 °C | жаростойкие серые и высокопрочные, легированные кремнием |
| ЧХ16 | до 900 °C | жар плюс абразив |
| ЧХ22, ЧХ22С | до 1000–1100 °C | жар, кислоты, запылённые газы |
| ЧЮ22Ш (алюминиевый с шаровидным графитом) | до 1100 °C | печная арматура, детали в серосодержащих газах |
| ЧХ28, ЧХ32 | до 1100–1200 °C | предел по окалиностойкости в хромистой группе |
| ЧЮ30Ш | до 1200 °C | максимум по температуре среди жаростойких чугунов |
Все температуры в таблице ориентировочные, они зависят от состава газовой среды: в восстановительной атмосфере и в парах серы предел смещается вниз, а на чистом воздухе держится верхняя граница. Печи с циклическим нагревом всегда дают меньший ресурс, чем постоянно работающие.
ЧХ против серого чугуна и нержавеющей стали
Три материала, между которыми реально выбирает технолог, когда меняет изношенную деталь. Сводка по решающим свойствам.
| Критерий | СЧ20 (серый) | ЧХ16 (хромистый) | 12Х18Н10Т (нерж. сталь) |
|---|---|---|---|
| Абразивный износ | базовый уровень | в разы выше стойкость | средний |
| Окалиностойкость | до 500 °C | до 900 °C | до 800–900 °C в окислительной среде |
| Кислоты | нет | неорганические высокой концентрации | широкий спектр |
| Ударные нагрузки | умеренно терпит | плохо, белый чугун сколется | хорошо |
| Обработка резанием | хорошая | плохая, нужна шлифовка | хорошая |
| Свариваемость | ограниченная ремонтная | практически нет | хорошая |
| Цена литья | от 250 ₽/кг | от 380 ₽/кг | самая высокая из трёх |
С серым чугуном всё однозначно. СЧ20 дешевле, отливается в любую геометрию и обрабатывается на любом станке, но при 900 °C он прогорает, а на пульпе с песком изнашивается в разы быстрее. Хромистый чугун стоит дороже ровно настолько, насколько дольше держится в тяжёлых условиях, и в пересчёте на срок службы почти всегда выходит дешевле.
С нержавеющей сталью сравнение не такое очевидное, как принято думать. Аустенитная сталь вроде 12Х18Н10Т действительно лучше стоит в кислотах и прекрасно варится. А вот в окислительной среде при 900 °C она хромистому чугуну уступает: чугун покрывается плотной хромовой оксидной плёнкой, а сталь в этих же условиях окисляется активнее. Плюс литьё нержавейки дороже, а массивные сечения склонны к горячим трещинам. Практический вывод: для печной арматуры, колосников, сопел горелок и деталей в серосодержащих газах чугун ЧХ обычно выгоднее и по цене, и по ресурсу.
Правила эксплуатации, которые чаще всего упускают
Удар и белая структура. Высокохромистые марки белые, у них нет пластичной матрицы, которая гасит удар. Там, где по детали бьют крупные куски породы или металлолома (зубья ковшей, молотки дробилок), чугун ЧХ сколется, и это территория высокомарганцовистой стали. Износостойкость по ГОСТ не равна ударостойкости, и технолог обязан сказать об этом прямо, а не просто посчитать стоимость отливки.
Термообработка. Табличные 400–610 НВ относятся к нормализованному состоянию с низкотемпературным отпуском. Если деталь термообработке не подвергается, в расчёт закладывают нижнюю часть диапазона.
Припуск на обработку. Металл в ЧХ дорогой, и припуск «на всякий случай» оплачивается дважды: массой отливки и временем шлифовки. Припуски по чугунным и стальным отливкам назначают по действующему стандарту — таблицы припусков по ГОСТ собраны отдельно, и по ним видно, что для класса точности 8–10 запас и так выходит солидный.
Монтаж колосников и решёток. Заниженный зазор — вторая после прогорания причина выхода из строя. Решётку укладывают с зазором 5–10 мм по краям: металлу нужно место для теплового расширения, иначе отливку ведёт и она трескается.
Сварка. Ремонтная сварка хромистого чугуна — плохая идея: белый чугун варится с горячими трещинами почти гарантированно. Треснувшую деталь из ЧХ16 дешевле заменить новой отливкой того же типоразмера, оснастка для которой на заводе уже есть.
Дефекты и усадка: что закладывать в чертёж заранее
Хромистые чугуны ведут себя при затвердевании сложнее серых. Линейная усадка у них выше, и чем больше легирования, тем сильнее металл садится: модель под отливку считаем крупнее, чертёж пересчитывать заказчику не нужно, это работа завода. Ориентиры по маркам собраны в статье усадка чугуна и стали.
Второе, что отличает эту группу, склонность к литейным напряжениям и короблению. Интервал кристаллизации у высокохромистых чугунов широкий, тепла в форме выделяется много, и резкое охлаждение тонкой стенки при массивном теле даёт трещину. Мы закладываем в технологию подвод металла и прибыли под конкретную геометрию, но если деталь тонкостенная и с резкими переходами, лучше показать чертёж до заказа: иногда дешевле изменить галтель, чем потом бороться с литейными напряжениями в отливке.
У низколегированных ЧХ1–ЧХ3 своя тонкость: при ускоренном охлаждении тонкой стенки в структуре появляется отбелённый слой, и деталь хуже обрабатывается. Форму в этом случае прокрашивают или греют. Типовые дефекты формовки — ужимины и засоры, они характерны для ХТС не меньше, чем для песчано-глинистых смесей; разбор причин и признаков лежит в статье что такое ужимины, а полная классификация брака с методами контроля — в материале виды и классификация брака отливок.
Что мы отливаем из хромистых чугунов
Номенклатура завода разложена по отраслям, потому что в каждой свои марки и свой характер износа.
- Дробильно-мельничное оборудование: бронеплиты, футеровочные плиты, била, детали грохотов и склизов, размольные элементы. ЧХ16 и ЧХ22, при высоких температурах помола — ЧХ22С.
- Насосы на пульпе и агрессивных средах: рабочие колёса, крыльчатки, улитки, защитные диски. ЧХ16 при абразиве, ЧХ28 и ЧХ28П для кислых сред и цинкового расплава.
- Котельные и топки: колосники, колосниковые балки, решётки, сопла горелок, подовые плиты, реторты. ЧХ-16 до 900 °C, ЧХ-32 для предельных нагрузок — подробнее на странице колосники чугунные на заказ.
- Химическое машиностроение и металлургия: арматура, кокили, стеклоформы, детали в серосодержащих газах. ЧХ28, ЧХ28П, ЧХ1 и ЧХ2 там, где нужна хорошая обрабатываемость.
Диапазон производства: масса отливки от 0,5 до 350 кг, габарит формы до 2000 мм, минимальная партия одна штука. Литьё в ХТС, класс точности 8–10 по ГОСТ 26645-85, шероховатость литой поверхности Rz 120–140 мкм.
Механическая обработка хромистого чугуна: честно о сложностях
Про 400–450 НВ у ЧХ16 сказано выше, но заказчики всё равно удивляются смете на мехобработку. Металл действительно плохо берётся резцом: литая корка твёрже тела отливки, а карбиды хрома работают абразивом по самому инструменту. Черновые поверхности снимают шлифованием, отверстия растачивают твердосплавом на малых подачах, чистовые посадки выводят шлифовкой.
Отсюда два практических следствия. Первое: припуски под высокохромистые марки считают строже, чем под серые, и лучше сделать геометрию максимально близкой к готовой детали ещё на модели. Второе: если по условиям работы допустима ЧХ3 вместо ЧХ16, обработка обойдётся дешевле, а иногда это решающий довод при выборе марки. Все операции — расточка, точение, фрезерование и шлифование — выполняем на том же заводе, одним договором с литьём.
Как заказать отливку из чугуна ЧХ
Лаборатория завода работает с 2005 года. Химический состав каждой плавки проверяют до заливки: если хром вышел из коридора, металл в форму не пойдёт, а не «выяснится» потом на приёмке. Структуру смотрим на шлифах по ГОСТ 3443-87, документ о качестве на партию оформляем по ГОСТ 26358-84.
Порядок такой. Вы присылаете чертёж, 3D-модель или фото изношенной детали с размерами. Технолог выбирает марку по температуре, среде и характеру износа, считает массу, стоимость и срок. Расчёт бесплатный, за один рабочий день. Если нужна оснастка, её изготавливают один раз, дальше этот типоразмер льётся без доплат. Базовые ставки по маркам лежат на странице цены на чугунное литьё.
Одно уточнение, которое экономит время обеим сторонам. Если вам нужен не отливка, а прокат из чугуна (круг, брусок, полоса марки ЧХ), это не литейное производство, а металлобаза: ГОСТ 7769-82 описывает марки чугуна для отливок. Свои заготовки у нас есть — чугунный круг и втулки по маркам, но деталь по чертежу мы отливаем, а не точим из покупного проката.
Частые вопросы о хромистом чугуне
Как расшифровывается ЧХ16?
Ч — чугун, Х — хром, 16 — примерная массовая доля хрома. По ГОСТ 7769-82 у ЧХ16 коридор шире: от 13,0 до 19,0 % хрома, углерода 1,6–2,4 %, кремния 1,5–2,2 %. Широта не случайна, в неё укладываются разные толщины стенок: тонкая стенка требует больше кремния для заполнения формы, толстая обходится меньшим.
Какой химический состав у ЧХ16 и ЧХ22?
У ЧХ16 углерода 1,6–2,4 %, кремния 1,5–2,2 %, марганца не более 1,0 %, фосфора не более 0,10 %, серы не более 0,05 %, хрома 13,0–19,0 %. У ЧХ22 углерода 2,4–3,6 %, кремния 0,2–1,0 %, марганца 1,5–2,5 %, фосфора не более 0,10 %, серы не более 0,08 %, хрома 19,0–25,0 %. Полные таблицы по всем маркам приведены выше в статье.
Что означает цифра в марке ЧХ и почему у СЧ она про другую величину?
У серого чугуна (СЧ20, СЧ35) цифра показывает предел прочности при растяжении в МПа, делённый на десять. У чугуна ЧХ цифра означает долю хрома в процентах и о прочности не говорит ничего: у ЧХ16 σв 350 МПа, а у более высокохромистого ЧХ32 всего 290 МПа.
Как расшифровывается ЧХ22 и чем он отличается от ЧХ22С?
ЧХ22 это хром 19–25 %, твёрдость после термообработки до 610 НВ, марка под абразивный износ при повышенных температурах. ЧХ22С несёт тот же хром, но кремния в ней 3,0–4,0 % при углероде 0,6–1,0 %, твёрдость падает до 215–340 НВ, а стойкость в кислотах и запылённых газах растёт. Буква С в обозначении означает именно кремний.
По какому ГОСТу выпускают чугун ЧХ?
По ГОСТ 7769-82 «Чугун легированный для отливок со специальными свойствами. Марки», действующему с изменениями. Стандарт распространяется на легированные чугуны для отливок с повышенной жаростойкостью, коррозионной стойкостью, износостойкостью или жаропрочностью и заменил ГОСТ 7769-75 и ГОСТ 11849-76. Хромистая группа в нём состоит из тринадцати марок, от ЧХ1 до ЧХ32.
Весь ряд хромистых марок льют на заводе?
Мы льём девять: ЧХ1, ЧХ2, ЧХ3, ЧХ16, ЧХ16М2, ЧХ22, ЧХ22С, ЧХ28 и ЧХ32. Редкие специализированные марки (ЧХ3Т, ЧХ9Н5, ЧХ28П, ЧХ28Д2) обсуждаем отдельно по конкретной заявке. Марки с никелевой основой (ЧН15Д7, ЧН19Х3Ш) относятся к другой группе чугунов специального назначения, их также отливаем — см. чугуны специального назначения.
Что жаростойче — ЧХ16, ЧХ22 или ЧХ32?
Окалиностойкость растёт вместе с содержанием хрома: ЧХ16 держит порядка 900 °C, ЧХ22 около 1000–1100 °C, ЧХ28 и ЧХ32 выходят на 1100–1200 °C. Но выбирать по одной температуре нельзя. Если деталь одновременно истирается абразивом, ЧХ32 проиграет ЧХ16 по твёрдости. Если среда кислая, смотреть надо на ЧХ22С и ЧХ28, а не на самую высокую цифру.
Чем жаростойкий чугун отличается от жаропрочного?
Жаростойкость это сопротивление окислению и окалинообразованию при высокой температуре. Жаропрочность это сохранение прочности и сопротивления ползучести в горячем состоянии. Жаростойкие марки: ЧХ22, ЧХ28, ЧХ32, ЧС5, ЧЮ22Ш, ЧЮ30Ш. Жаропрочные: аустенитные ЧН19Х3Ш и ЧН11Г7Ш, которые дополнительно отжигают с отпуском, чтобы легированные карбиды приняли форму мелких округлых включений.
Чем ЧХ отличается от нержавеющей стали — что лучше для печной арматуры?
В кислотах и по свариваемости выигрывает аустенитная сталь вроде 12Х18Н10Т. В окислительной среде при 900 °C выигрывает хромистый чугун: он покрывается плотной оксидной плёнкой на основе хрома, а сталь продолжает окисляться. Литьё нержавейки дороже, массивные сечения склонны к горячим трещинам. Для колосников, сопел горелок и деталей в серосодержащих газах чугун ЧХ практичнее.
Варится ли хромистый чугун?
Ремонтная сварка высокохромистых марок почти всегда заканчивается горячими трещинами, поэтому мы её не рекомендуем. Треснувшую деталь из ЧХ16 или ЧХ22 дешевле заменить новой отливкой: оснастка уже изготовлена, стоимость повторного тиража считается по той же ставке за килограмм.
Можно ли отлить деталь по образцу, без чертежа?
Да, это обычная практика при замене изношенной детали. Присылаете фото изношенной детали с основными размерами, технолог снимает геометрию и при необходимости корректирует её под литьё. Важно только показать неразрушенные посадочные поверхности: по стёртой кромке восстановить посадочный размер нельзя.
Где купить отливку из ЧХ16 и сколько это стоит?
Базовые ставки завода без НДС: ЧХ1, ЧХ16 и ЧХ22 от 380 ₽/кг, жаростойкий ЖЧХ от 420 ₽/кг. Ставка ориентировочная, итог зависит от массы, сложности геометрии, тиража и необходимости оснастки, поэтому точную цену считаем по чертежу за один рабочий день. Отливаем от одной штуки, типовой колосник из ЧХ-16 стоит от 1000 ₽.
С какого тиража выгодно заказывать отливки из хромистого чугуна?
От одной штуки, если оснастки не требуется: деталь несложной геометрии делаем по разовой модели. Оснастка окупается с третьего-четвёртого тиража и дальше работает по этому типоразмеру без доплат. Для деталей, которые меняют регулярно (колосники, бронеплиты, футеровка), оснастку имеет смысл изготовить сразу: она переживает десятки партий.
Можно ли поставить отливку из ЧХ16 вместо колосника из серого чугуна без переделки топки?
Габариты и шаг прозоров делаем по вашему посадочному размеру, так что решётка встанет на те же балки. Нужно только заранее заложить зазор 5–10 мм по краям на тепловое расширение и учесть, что хромистый чугун плохо переносит удар: если уголь сваливают на решётку с высоты, балки лучше поднять выше.
Связанные материалы
- Легированный чугун ЧХ, ЧС, ЧЮ по ГОСТ 7769-82 — отливки на заказ — коммерческая страница по всей группе легированных чугунов, условия и цены.
- Колосники чугунные по размерам — ЧХ-16 и ЧХ-32, изготовление по чертежу или образцу прогоревшей решётки.
- Марки чугуна — таблица с расшифровкой, свойства и применение — хаб по всем группам: СЧ, ВЧ, КЧ, АЧС, легированные.
- АЧС — антифрикционный чугун: расшифровка, марки, свойства — соседняя группа: узлы трения со смазкой вместо абразива и жара.
- Усадка чугуна и стали — таблица по маркам — на сколько модель делают крупнее отливки.
- Припуски на механическую обработку отливок — таблицы по ГОСТ.
- Виды и классификация брака отливок — дефекты, признаки и методы контроля.
- Литейные напряжения в отливках: как определить.
- Что такое ужимины — типовой дефект формы и способы его убрать.
- Отливка в ХТС — технология формовки, классы точности и допуски.
- Чугунное литьё на заказ по чертежам — весь диапазон марок и масса отливок завода.
- Цены на чугунное литьё по маркам — базовые ставки за килограмм и примеры расчёта.
- Механическая обработка отливок — расточка, точение, фрезерование и шлифование в комплексе с литьём.