О МАТЕРИАЛАХ ДЛЯ ПРОИЗВОДСТВА ЛЮКОВ

1. ВЧ80 ГОСТ 7293-85 в 4-5 раз прочнее СЧ-20, что позволяет при большей прочности люков изготавливать их более легкими. ВЧ-80 по механическим свойствам ближе с высокоуглеродистой легированной стали чем к чугуну СЧ20 – материал не является хрупким как СЧ-20 и обладает вязкостью, пластичностью и ударостойкостью (что очень важно при производстве крышек люков).

2. Марганцовистый ВЧ80 ГОСТ 7293-85 по коррозионной стойкости не уступает СЧ-20.

3. ВЧ80 ГОСТ 7293-85 на порядок устойчивее СЧ20 в структурировании зерен что позволяет гарантировать стабильность прочностных характеристик люков при серийном производстве.

Серый чугун

Широко применялся для производства люков в IXX и первой половине XX века. Постепенно вытеснен высокопрочным чугуном. В СССР применение серого чугуна для производства крышек было запрещено ГОСТом 3634–89, который предписывал изготавливать крышки только из высокопрочного чугуна. ГОСТ 3634–99 не содержит явного запрета на применение для производства люков серого чугуна, тем самым перекладывая ответственность за прочность люков на производителя.

Производство люков из серого чугуна имеет некоторые особенности:

1. При применении серого чугуна нельзя в разумных пределах достичь необходимой прочности люков, требуемой ГОСТом 3634–99. Например, для при изготовлении люка D400 с номинальной нагрузкой 40 тонн (люк тяжелый магистральный) из серого чугуна необходимо чтобы люк весил около 190–200 кг.
   
2. При применении серого чугуна нельзя в реальных условиях достичь необходимой стабильности прочностных характеристик люков. Дело в том что технология литья люков из серого чугуна принадлежит к классу пассивных технологий, в которых процесс структурирования зерен чугуна практически неуправляем и зависит только от состава шихты.
   

Технология производства чугуна разрешает применение металлолома в пределах 20–25 от объема общей зашихтовки остальное – чушечный первичный чугун. Для обеспечения гарантированной стабильности прочностных качеств люков необходимо применение первичного чугуна гарантированного качества, а при применении металлолома – жесткий контроль его состава. Ни то, ни другое в реальных условиях недостижимо.

Вместе с тем технология производства серого чугуна очень уязвима для попадания примесей даже в очень малых количествах. Например, попадание нескольких подшипников на 3 тонную плавку может превратить серый чугун в чугун «с отбелом», хрупкость которого сопоставима с хрупкостью стекла. Не секрет, что первичный чугун с гарантированным составом — вещь недешевая. Контроль металлолома на наличие примесей очень хлопотное и малоэффективное мероприятие. Часто люки полностью производятся из чугунного металлолома.

Таким образом, производство люков из серого чугуна является делом рискованным и проблематичным. Серый чугун эффективно можно применять для неответственных деталей, для которых однородность и прочность не являются критичными параметрами. Это декоративное печное неответственное корпусное литье.

Высокопрочный чугун

Применение высокопрочного чугуна как обязательного конструктивного материала предусматривалось еще ГОСТом 3534–89.

Особенности:

1. Высокопрочный чугун по антикоррозионным свойствам не уступает серому чугуну.
2. Высокопрочный чугун превосходит по прочности серый чугун в 4–5 раз.
3. Технология производства высокопрочного чугуна принадлежит к активным технологиям, позволяющим достигать высокой однородности и стабильности прочностных характеристик материала.

Технология производства высокопрочного чугуна требует применения определенного оборудования и технологии производства, в частности, применения специальных легирующих добавок, позволяющих управлять как процессом формирования химсостава сплава, так и процессом структурирования зерен чугуна.

При этом попадание случайных примесей в шихту не столь критично как при производстве серого чугуна, а сам процесс плавки становится контролируемым и управляемым.
Люки из высокопрочного чугуна прочнее и легче люков из серого чугуна. Стоимость таких люков не превышает стоимости люков из серого чугуна.

В мире большая часть люков изготавливается из высокопрочного чугуна.

БОЛЬШАЯ ПРОЧНОСТЬ ПРИ МЕНЬШЕМ ВЕСЕ

Для изготовления чугунных люков ранее использовался серый чугун марки СЧ-20 ГОСТ 1412. Серый чугун имеет два главных недостатка: ограниченная прочность и высокая чувствительность к неоднородности шихты. Прочность таких люков увеличивается только за счет увеличения массы (веса) люков. Например, люк D400 из серого чугуна должен весить около 180 кг, люк аэродромный F900 около 480 кг. Более того ранее в качестве исходного сырья применялся лом чугуна. Это не позволяло гарантировать прочность люков т. к. применение металлолома не позволяет гарантировать его однородность.
Поскольку серый чугун очень чувствителен к примесям, то попадание только одного шарикоподшипника в печь вместе с шихтой легко превращает серый чугун в отбеленный чугун. Прочность отбеленного чугуна в 10–100 раз меньше серого чугуна – он хрупкий как стекло и разрушается от легкого удара молотком.

В настоящий период мы не применяем металлолом для изготовления люков и выплавляем их не из серого, а из высокопрочного чугуна ВЧ80. Поэтому наши люки имеют вес в 2-5 раз меньше чем люки из серого чугуна и, несмотря на малый вес, в 2-10 раз прочнее их.

Кроме того, изготовление люков из чистых материалов – проката и сертифицированной чушки,– позволяет гарантировать однородность люков по составу и прочности, т. е. гарантировать прочность всех люков без исключения, а не партии в среднем (что имело место при изготовлении люков из серого чугуна).