автореферат диссертации по машиностроению и машиноведению, 05.02.01, диссертация на тему:Исследование и разработка технологии получения биметаллических отливок прокатных валков с высокой эксплуатационной стойкостью рабочего слоя

На правах рукописи

Петраков Олег Викторович

ИССЛЕДОВАНИЕ И РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИИ ПОЛУЧЕНИЯ БИМЕТАЛЛИЧЕСКИХ ОТЛИВОК ПРОКАТНЫХ ВАЛКОВ С ВЫСОКОЙ ЭКСПЛУАТАЦИОННОЙ СТОЙКОСТЬЮ РАБОЧЕГО СЛОЯ

Специальность 05 02 01 Материаловедение в машиностроении

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

, л лит 0ПП7

003160404

Москва - 2007

003160404

Работа выполнена в Брянском государственном техническом университете

Официальные оппоненты

1 доктор технических наук, профессор Баранов Юрий Викторович

2 кандидат технических наук, доцент Симочкин Василий Васильевич

Ведущая организация

Закрытое акционерное общество Управляющая компания «Брянский машиностроительный завод» (г Брянск)

Защита состоится «7 » г в [ЬОО часов на заседании

диссертационного совета Д212 129 01 Московского государственного индустриального университета по адресу 115280, г Москва, ул Автозаводская, Д 16

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Московского государственного индустриального университета

Автореферат разослан Ъ руС^Ь^ 2007года

Ученый секретарь диссертационного совета Д212 129 01 // ктн,доцент V ЮС Иванов

Научный руководитель доктор технических наук, профессор

Кульбовский Иван Кузьмич

Общая характеристика работы.

Актуальность работы. Многие отрасли народного хозяйства РФ, в том числе машиностроительный комплекс, имеют постоянный спрос на прокат различного сортамента Основным рабочим инструментом прокатного стана, влияющим на качество и стоимость проката, является прокатный валок В настоящее время нашли широкое применение литые стальные и чугунные прокатные валки различного химического состава и структуры из легированных и низколегированных сплавов Изготавливается еще один тип прокатных валков -биметаллические валки, которые могут быть как литыми, так и сборными

Сборные прокатные валки представляют собой запрессованное соединение втулки из одного сплава на сердечник из другого сплава Данный тип биметаллических валков обладает недостатками, присущими соединениям, не имеющим переходной зоны и работающим при циклических нагрузках в условиях нагрева (биение, перераспределения нагрузок). Кроме того, производство сборных прокатных валков технологически сложное Литые биметаллические прокатные валки изготавливают из чугунов и представляют собой втулку из отбеленного чугуна и сердечник из серого Эти валки имеют такие недостатки как неравномерность толщины отбела, износостойкости и механических параметров по длине и глубине рабочей части валка, малую прочность сердцевины Все это приводит к выходу таких прокатных валков из строя по причине износа и выкрашивания рабочих поверхностей валка, отслоения отбеленного слоя, поломки треф

В связи с этим актуальной является проблема отыскания новых технологических решений, которые могут повысить стабильность механических свойств и износостойкости по длине и сечению бочки валка, и тем самым увеличить работоспособность и снизить себестоимость литых биметаллических прокатных валков по сравнению с монометаллическими валками из стали и чугуна

Закрытое акционерное общество Управляющая компания «Брянский Машиностроительный Завод» имеет собственное прокатное производство, занимающееся изготовлением проката небольшого сечения (прут, полоса, уголок и т д). В прокатных станах этого завода используют покупные литые прокатные валки из серого чугуна с отбеленным рабочим слоем Однако их качество невысокое, и с учетом наличия на заводе достаточно развитого литейного производства существует потребность в разработке новой технологии получения высококачественных биметаллических прокатных валков для собственного прокатного производства В связи с этим была предложена технология производства литого биметаллического прокатного валка, заключающаяся в формировании рабочей части валка из белого износостойкого чугуна, а сердцевины из высокопрочного чугуна Эта технология может быть использована и для изготовления валков различным потребителям

Дель работы. Разработка технологического процесса получения литых биметаллических прокатных валков из железоуглеродистых сплавов, обеспечивающих высокие эксплуатационные свойствами рабочей поверхности и высокую прочность сердцевины прокатного валка

Задачи работы:

1 Построение физической модели взаимодействия различных железоуглеродистых сплавов при образовании переходной зоны в литых биметаллических изделиях, в том числе

- исследование влияния физико-химических характеристик железоуглеродистых сплавов и технологических параметров производства биметаллических изделий на образование в них переходной зоны, и формирование комплекса технологических показателей, определяющих качество полученной переходной зоны,

2 Исследование влияния химического состава, технологии выплавки и термической обработки легированного хромом белого износостойкого чугуна на формирование его структуры и свойств и разработка оптимального его состава для рабочего слоя литого биметаллического прокатного валка, в том числе

- исследование морфологии строения карбидов в структуре легированного хромом белого износостойкого чугуна, ' '

- разработка математических моделей зависимости механических и эксплуатационных параметров белых износостойких легированных хромом чугунов от его химического состава и термической обработки,

- оптимизация химического состава белого легированного хромом износостойкого чугуна к условиям работы прокатных валков чистовых клетей горячего прокатного стана

■ ' 3 Оптимизация технологического процесса получения литых биметаллических прокатных валков с высокими эксплуатационными характеристиками рабочего слоя и сердцевины

4 Исследование напряженно-деформированного состояния, возникающего в отливке при производстве биметаллических прокатных валков, построение модели теплофизического взаимодействия металлов в переходной зоне валка и определение на их основе оптимальных физико-механических показателей взаимодействующих сплавов

Общая методология исследований. Основные результаты работы получены на основе проведения экспериментальных и опытно-промышленных исследований В ходе исследований использовались математические методы планирования экспериментов, компьютерные программы и методы моделирования и оптимизации для построения физической модели взаимодействия в зоне контакта сплавов Изучаемые параметры и выходные данные получены с помощью комплекса мер по определению основных механических и структурных характеристик материалов Для чего проводилось металлографическое исследование структуры и микрорентгеноспектральный анализ состава и структуры сплавов с целью выявления их влияния на изучаемые параметры биметаллического изделия

Достоверность выводов и практические рекомендации подтверждаются применением современных математических методов и компьютерного моделирования, проверенных методик структурного анализа и обработки данных, экспериментальными исследованиями

Научная новизна:

- построены тегшофизическая и физическая модель образования переходной зоны при производстве биметаллических отливок из железоуглеродистых сплавов, .

- построены математические и графические зависимости, номограммы совместного влияния химических элементов легированного хромом белого износостойкого чугуна на его механические и эксплуатационные параметры и количество структурных составляющих,

- на основе данных микроанализа хромистых белых чугунов установлены границы влияния хрома на формирование в них карбидов различного типа, выявлено, что уже при содержании 10% хрома в белых износостойких чугунах образуются карбиды Ме7С3 и Ме2зС б, дальнейшее увеличение содержания хрома увеличивает содержание карбида Ме2зСб, но не дает значительного увеличения износостойкости чугунов, поэтому для получения износостойких белых чугунов содержание хрома достаточно удерживать на уровне 10-12%,

Практическая значимость и реализация результатов работы:

- предложена физическая модель процессов взаимодействия различных железоуглеродистых сплавов при производстве литых биметаллических изделий, позволяющая определить оптимальные технологические параметры для получения качественной переходной зоны в разных биметаллических отливках,

- разработан оптимальный химический состав белого износостойкого чугуна, легированного хромом, для биметаллических прокатных валков;

- разработана технология получения биметаллических прокатных валков из железоуглеродистых сплавов с высокими эксплуатационными свойствами и рабочей поверхностью из белого износостойкого чугуна, легированного хромом, и сердцевиной из высокопрочного чугуна,

- разработана оригинальная технология выплавки сложнолегированных белых чугунов в индукционных печах

Автор защищает:

1. Физическую и теплофизическую модели взаимодействия различных железоуглеродистых сплавов при формировании переходной зоны в литых биметаллических прокатных валках

2 Оптимизированный химический состав белого износостойкого чугуна, легированного хромом, обеспечивающего формирование рабочей поверхности биметаллического прокатного валка с высокими эксплуатационными свойствами

3 Зависимость влияния хрома на образование его карбидов различных типов в белых износостойких чугунах, легированных хромом, и связанное с этим изменение его износостойкости

4 Установленные оптимальные уровни содержания хрома в белых износостойких чугунах, легированных хромом, обеспечивающие требуемый уровень износостойкости чугуна

5 Разработанную оригинальную технологию выплавки сложнолегированных чугунов в индукционных печах

6 Разработанный технологический цикл получения литых биметаллических прокатных валков с высокими эксплуатационными свойствами рабочей поверхности и сердцевины

7 Достигнутый технико-экономический эффект от внедрения научных разработок на производстве

Апробация работы. Основные положения диссертации докладывались и обсуждались на региональных и международных научно-технических конференциях «Современные технологии и материаловедение» (Магнитогорск, 2003г, 2004г), «Износостойкость Технологическое обеспечение» (Брянск, 2003г ), «Материаловедение и производство» (Брянск, 2003г), «Вклад ученых и специалистов в национальную экономику» (Брянск, 2002г), «57-й научной конференции щюфессорско-преподавательского состава» (Брянск, 2005г), VIII съезд литейщиков (Ростова-на-Дону, 2007г)

Публикации. По теме диссертации опубликовано 19 работ, 5 из которых в изданиях рекомендованных ВАК журналах «Литейщик России» №3, 2004, с 4143, №11 2004, стр 10-12, «Заготовительные производства в машиностроении» №8, 2004, с 3-6, №6, 2007, с 38-41, «Металловедение и термическая обработка металлов», №8, 2007, с.30-35

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, пяти глав, основных выводов, списка использованной литературы из 100 наименований и приложений Она содержит 145 страниц текста, 47 рисунков и 16 таблиц

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ Во введении обоснована актуальность работы, изложены цель и задачи работы, представлена ее научная новизна и практическая значимость

В первой главе выполнен аналитический обзор условий эксплуатации прокатных валков На основе проведенного анализа определены требования к свойствам и качеству прокатных валков

Показано, что в производстве используются стальные (из нелегированной и низколегированной стали с содержанием углерода 0,45-1,8% по массе) и чугунные (из нелегированных, низколегированных и высоколегированных чугунов с отбеленным поверхностным слоем и без такового) прокатные валки При этом стальные валки подвергаются нормализации, для получения более мелкозернистой структуры или, валки из высокоуглеродистых сталей, отжигу с целью сфероидизации карбидов Показано, что по структуре чугунные прокатные валки можно разделить на три основные группы валки с отбеленным слоем, перлито-карбидо-графитные и перлито-графитные Наибольшее распространение получили чугунные прокатные валки с отбеленным рабочим слоем бочки прокатного валка, характеризуемые следующими недостатками нестабильностью механических свойств и износостойкости по длине бочки валка и глубине рабочего слоя, недостаточной прочность цапф валка, что определяется как применяемым^ материалами для изготовления валков, так и технологическими особенностями их получения

Находят применение также биметаллические прокатные валки которые могут быть сборными и литыми Сборные валки представляют собой втулку из белого или отбеленного износостойкого чугуна, формирующего рабочую поверхность валка, посаженную по горячему на стальную ось Для компенсации усадки между втулкой и осью в сборных валках устанавливают слой из пластичного материала (например, листовой алюминий) Получаемое

механическое соединение имеет недостатки, особенно проявляющиеся в условиях циклических нагрузок и нагрева

Литые биметаллические прокатные валки изготавливаются несколькими способами Первый - метод «полупромывки», заключающийся в модифицировании сердцевины кристаллизующегося валка с целью получения в ней структуры серого чугуна Бочка такого валка кристаллизуется в кокиле, а цапфы - в песчано-глинистых формах Заливка происходит вертикально одним металлом, в определенный момент в струю которого добавляется графитизирующий модификатор Недостаток способа заключается в невысокой стабильности свойств валка Более высокое качество дает метод «промывки». В точно такую же форму заливают чугун, формирующий отбеленный слой рабочей поверхности прокатного валка Затем, после некоторой выдержки, производят заливку чугуна другого состава, который замещает ранее залитый металл в сердцевине валка Данный способ технологически сложен, стабильность получаемых эксплуатационных характеристик не высока. Наиболее высокое качество позволяет получать центробежный способ изготовления биметаллических прокатных валков, имеющий несколько разновидностей. Первая заключается в отливке валка из различных металлов во вращающуюся изложницу через технологически обоснованную паузу, обеспечивающую формирование рабочей поверхности бочки прокатного валка Поэтому для повышения качества переходной зоны используют специальные шлаки или промежуточный слой из нелегированного чугуна В другом случае износостойкая втулка для биметаллического прокатного валка изготавливается центробежным способом, после ее кристаллизации изложница поворачивается в вертикальное положение и происходит заливка сердцевины Рассмотренные центробежные, методы получения валков имеют недостатки, связанные с центробежными рилами воздействия на расплав Данная группа методов требует использования сложного технологического оборудования Все перечисленные методы получения литых биметаллических прокатных валков имеют различные технологические или эксплуатационные недостатки

Показано влияние технологических параметров производства литых прокатных валков из одного сплава (химический состав, температура взаимодействия, диффузионные процессы и тд) на их качество Рассмотрены общие проблемы и задачи получения качественных биметаллических прокатных валков

В результате проведенного анализа установлено, что для формирования рабочей поверхности прокатного валка наиболее рационально использовать износостойкий белый чугун, а сердцевину получать из стали или высокопрочного чугуна Наиболее высокие эксплуатационные свойства прокатных валков достигаются в литых биметаллических валках, работоспособность которых зависит от качества полученной переходной зоны Качество переходной зоны в литых биметаллических соединениях на основе железоуглеродистых сплавов зависит от таких показателей, как химический состав взаимодействующих сплавов, температура в зоне взаимодействия, качество поверхности, скорость охлаждения расплава и др

Во второй главе описывается методика проведения теоретических, экспериментальных лабораторных и опытно-промышленных исследований, используемое при проведении исследований оборудование, материалы, методики измерений и измерительные приборы

Целью теоретических и лабораторных исследований являлось получение математических моделей зависимости механических и эксплуатационных свойств легированных хромом белых износостойких чугунов от химического состава, а также получение экспериментальных данных для построения физической модели и модели- теплофизического взаимодействия различных железоуглеродистых сплавов в биметаллических отливках

Для подтверждения правильности полученных в ходе работы выводов и рекомендаций и отработки технологических параметров производства литых биметаллических прокатных валков проводились опытно-промышленные исследования

В третьей главе представлены построенные на основе экспериментальных и теоретических исследований физическая модель и модель теплофизического взаимодействия различных металлов при производстве литых биметаллических соединений На основе модели теплофизического взаимодействия рассчитано возникающее при литье биметаллических отливок напряженно-деформированное состояние

' - Приведенная физическая модель базируется на рассмотрении основных видов взаимодействий при образовании биметаллических соединений твердый металл^ с расплавом другого металла, твердый металл с твердым металлом, расплав с расплавом Рассмотрены различные этапы формирования'переходной зоны с Точки зрения термодинамических и физико-химических законов

'Основным типом взаимодействия при производстве биметаллических отливок является взаимодействие твердого металла с расплавом другого металла Для этого случая раесмсИрейы следующие этапы взаимодействия 1-й этап — соприкосновение материалов, возникновение внутренних термических напряжений в поверхностном слое твердой подложки, начало роста фронта кристаллизации, 2-й этап - замедление роста фронта кристаллизации вследствие высокой тепловой энергоемкости системы, снижение градиента внутренних термических напряжений, 3-й - интенсификация диффузионных процессов в зоне взаимодействия, снижение температурного градиента в подложке, 4-й -характеризуется дальнейшим снижением температурного градиента положки, стабилизацией протекающих диффузионных процессов, 5-й этап - начинается с момента полной кристаллизации отливки и характеризуется протеканием диффузионных процессов во всем объеме изделия, выравниванием перепада температур по сечениям изделия

Проведен расчет напряженно-деформированного состояния, возникающего в биметаллической отливке при производстве Предложены две схемы (рис 1) производства литых биметаллических прокатных валков Исходя из технологических параметров производства, физико-механических характеристик материалов, на основе построенной теплофизической модели определены максимальные температуры и напряжения, возникающие при данных схемах производства Модель базируется на проведенных исследованиях, в ходе которых

был изготовлен экспериментальный кокиль для определения граничных и начальных условий моделирования, проверки полученной модели На основе

построенной модели с использованием основных технологических характеристик и параметров материалов была предложена компьютерная модель моделирования тепловых условий взаимодействия и напряженно-деформированного состояния в переходной зоне биметаллических отливок

В результате проведенных исследований были определены требования к механическим

характеристикам материала износостойкой втулки валка и его сердечника

В четвертой главе приведены данные экспериментальных исследований по определению оптимального химического состава белого

износостойкого чугуна, легированного хромом, используемого для

формирования рабочей поверхности литого биметаллического прокатного валка Для этого получены математические зависимости его основных механических и эксплуатационных параметров от химического состава Для получения математических зависимостей использовали метод планирования дробного многофакгорного эксперимента При этом в качестве независимых переменных факторов приняты следующие химические элементы износостойкого легированного хромом белого чугуна С, Сг, №, Мп, Мо, Т1, В (табл 1). Исследовалось 7 выходных параметров ов(МПа), НЕС, И (относительная износостойкость, Ед), количество первичных карбидов (ПК, %), вторичных

а)

б)

Рис 1 Варианты изготовления биметаллического прокатного валка

а) твердый сердечник-жидкая втулка,

б) жидкий сердечник—твердая втулка

карбидов (ВК, %), аустенита (А, %), троостита или мартенсита (Т, М, %)

План дробного факторного эксперимента (ДФЭ)27

Таблица 1

Факторы плана Химический состав чугуна, %

С Сг № Мп Мо Т1 В

Основной уровень (Хо,) 3,1 8,0 2,3 3,3 0,6 0,5 0,26

Интервал варьирования (/,) 0,5 2,0 2,2 2,8 0,5 0,49 0,24

Верхний уровень (+1) 3,6 10,0 4,5 6,1 1,1 0,99 0,5

Нижний уровень (-1) 2,6 6,0 0,1 0,5 0,1 0,01 0,02

Код фактора (X,) XI х2 х3 х4 Х6 X7

В результате обработки данных были получены следующие математические зависимости

В литом состоянии

(Те =312,1-42,5 С+5,5 Сг + 48,5 Л1г-10,2 Мл + 92 8 Мо + 170,0 П - 64,9 В ,МПА (1)

И = 1,9 - 0,2 С + 0,3 Сг - ОД № - 0,2 Мп + 1,2 Мо - 1,4 ЗГ| + 17 В ,Ед (2)

ЯЛС = 29,9+3,0 С+ 1,8 Сг - 0,8 М-1,1 Мп + 5,1 Мо-3,6 Ь + 5,2 В ,ЕД (3)

Ж = 15,5 + 3,4 С + 0,9 Сг - 0,2 № - 0,3 Мп + 4,2 Мо - 1,3 Тг + 4,5 В ,% (4)

/1 = 84,5 - 3,4 С - 0,9 Сг + 0,2 № + 0,3 Мл - 4,2 Мо + 1,3 П - 4,5 В ,% (5)

Для данного класса чугунов при нормализации скорости охлаждения на воздухе превышают критические, что позволяет получить структуру мартенсита или троостигга, то есть структуру закалки Такие структуры с целью повышения свойств можно подвергать отпуску

После нормализации с 1050-1100°С (воздушная закалка) и отпуска с 630-650°С зависимости принимают вид

ан = 204,6 + 29,7 С + 4,8 Сг + 10,5 № - 6,6 Мп + 88 0 Мо + 73 9 Г/ - 15,3 В ,МПа (6)

Я = 0,5 + 1,4 С + 0,1 Сг - 0,1 т - 0,1 Мп + 0,2 Мо - 1,1 Г; - 3,7 В ? Ед (7)

ИКС = 50,4 - 1,4 С + 1,1 Сг + 1,4 № + 0,4 Мп + 6,7 Мо - 5,7 Т> - 26,3 В ,Ед (8)

ПК = 24,0 + 0,7 С + 0,5 Сг + 0,1 № - 0,3 Мп + 1,9 Мо + 0,9 7> - 6,7 Я ,% (9)

ВК = 9,9-0,6 С + 0 8 О- + 0,4 - 0,1 Мп + 2,8 Мо - 0,5 Тг + 1,2 В ,% (10)

А = 47,2 - 2,5 С-19 Сг - 1,1 № + 0,3 Мл-3,5 Мо + 6,1 Г: + 9,9 В ,% (11)

Г, М = 18,9+ 2,4 С+0,7 Сг + 0,5 №+0,1 Ми - 1,2 Мо - 6,4 7; - 4,4 В ,% (12)

Полученные зависимости (1-12) использованы для построения номограмм и графиков (рис 2-7), на основе которых была решена задача выбора оптимального Химического состава легированного хромом белого износостойкого чугуна (табл 2), формирующего рабочую поверхность литого биметаллического прокатного валка При этом оптимальный состав выбирали из условий обеспечения высоких эксплуатационных Свойств прокатного валка, обеспечения необходимой прочности и получения качественной переходной зоны в биметаллическом соединении

На основе полученных уравнений анализировали влияние входящих в них переменных факторов на структуру и свойства белого легированного хромом чугуна Направление влияния некоторых факторов на те или иные характеристики не совпадает с их физическим влиянием Это связано с тем, что результатом проведения экспериментальных исследований является определение влияния комлекснолегированного состояния белого легированного хромом чугуна на его механические и эксплуатационные характеристики

Полученные данные сопоставляли с другими известными (Справочник по чугунному литью, _ под ред НГГиршовича, справочник «Чугун» под ред А Д Шермана и др) данными по достижению высокой износостойкости в белых чугунах. Установлено, что наши данные и данные других источников отличаются по химическому составу Так, содержание хрома в хромистых износостойких чугунах по известным данным рекомендуется держать на уровне 17-26%Сг В оптимизированном чугуне (табл 2) содержание хрома принято 10-12% С целью подтверждения правильности наших данных о достаточном количестве хрома для получения износостойких структур в износостойком легированном хромом чугуне был проведен его металлографический и рентгеноспектральный

микроанализ В результате были получены структуры (рис 8, 9) и химический состав различных структурных составляющих этого чугуна и тип образующихся в нем карбидов

Г N. Мп Мй П й

Предел прочности МШ

2,6 2,8 3,0 3,2 Содержание С, %

Рис 2 Зависимость предела прочности (Ов) отливок из белого легированно! о чугуна от содержания хрома (Сг) и углерода (С) после проведения нормализации и отпуска, при постоянном содержании остальных элементов на нижнем уровне плана (табл 1)

Твердость ШС ед

|)0 5 0

2 22 24 2'6 аЗЬш&Ьх* 34 3>6 3'8

Рис 4 Зависимость твердости (Н!1С) отливок из белого легированного чугуна от содержания хрома (Сг) и углерода (С) после проведения нормализации и отпуска, при постоянном содержании остальных элементов на нижнем уровне плана (табл 1)

Опюсителыгая износостойкость ел

2,6 2,8 3 О Содержание С %

Рис 6 Зависимость относительной износостойкости (И) отливок из белого легированного чугуна от содержания хрома (Сг) и углерода (С) после нормализации и отпуска, при постоянном содержании остальных элементов на нижнем уровне плана (табл 1)

Коэффициент вшмяия

Рис 3 Влияние содержания никеля (№), марганца (Мп), молибдена (Мо), титана (Т0 и бора (В) на предел прочности (ав) отливок из белого легированного чугуна после нормализации и отпуска

№ МП Мо К, В

1.0 I I 1,2

Коэффициент вЛняйнй

Рис 5 Влияние содержания никеля (№), марганца (Мп), молибдена (МО); титана (ТО и бора (В) на твердость (НК.С) отливок из белого легированного , !(1 чугуна после нормализации, и отпуска

N1 Мп Мо Т1 В 1,01

0,2 0,3 04 0,5 0,6 0.7 , 0;8 0<> 10 11 Коэффициент влияния

Рис 7 Влияние содержания никеля (N1), марганца (Мп), молибдена (Мо), -гитана ' (Т1) и бора (В) на относительную' ' износостойкость (И) отливок из белого легированного чугуна после нормализации и отпуска

Таблица 2

Оптимизированный химический состав легированного хромом белого износостойкого чугуна для износостойкой втулки литого биметаллического ___прокатного валка и его свойства.

Химический состав, % по массе Свойства

С Сг Ni Мп Мо Ti 13 Si о„ Mlla HRC И, Ед.

2,8-3,0 10-П 3-4 4-5 1,0-1,2 0,5-0,7 0,5-0,7 0,8-1,0 500-570 55-57 3,2-3,1

Рис,8. Микроструктура белого легированного чугуна а литом состоянии на участке веерообразных зерен (к200)

Рис.9 Микроструктура белого легированного чугуна после нормализации и отпуска на участке веерообразных черен (х200)

Проведенные исследования позволили рекомендовать для формирования втулки биметаллического прокатного валка чугун следующего химического состава, % по массе: С 2,8-3,0; Сг 10-11; К1 3-4; Мп 4-5; Мо 1,0-1,2; Т1 0,5-0,7; В 0,5-0,7; Б! 0,8-1,2. Для снижения остаточных внутренних напряжений и повышения эксплуатационных свойств втулки рекомендуется провести ее термическую обработку, заключающуюся в нормализации (воздушной закалке) с 1050-1100°С и последующем отпуске с 630-65 0°С.

В питой главе рассмотрены результаты опытно-промышленных работ. Данные исследования были разбиты на два этапа. На нервом этапе проводилась апробация разработанной новой технологии получения литых биметаллических прокатных валков на модели прокатного валка. При этом было произведено несколько валков: с втулкой из белого чугуна и сердцевиной из серого и высокопрочного чугуна, втулкой из белого чугуна и сердцевиной из стали. Данные валки подвергались разрушению па гидравлическом прессе с целью определения наилучшей схемы комбинирования железо углеродистых сплавов и определения качества полученного биметаллического соединения. В результате Проведенных исследований было установлено, что наилучшими механический« свойствами обладают литые биметаллические прокатные валки, изготовленные из близких по содержанию химических элементов сплавов. Установлено, что наибольшую нагрузку выдерживают валки с втулкой из белого износостойкого чугуна и сердечником из высокопрочного чугуна.

На втором этапе был детально разработан технологический процесс получения литого биметаллического прокатного валка в условиях

мелкосерийного литейного производства При этом технология производства биметаллического прокатного валка разбита на два этапа На первом этапе изготавливалась втулка из легированного хромом белого износостойкого чугуна Для формообразования использована сырая песчано-глинистая смесь (рис 10) После охлаждения до 100-150°С втулку извлекали из формы, подвергали очистке, обрубке и направляли на термообработку, заключающуюся в нормализации с 1050-1100°С и последующем отпуске с 630-650°С После термообработки проводили зачистку внутренней поверхности втулки с целью повышения чистоты ее поверхности, влияющей на образование переходной зоны

Подготовленнау таким образом втулку направляли на второй этап производства биметаллического прокатного валка На данном этапе втулку нагревали до 350-400°С Нагретую втулку устанавливали в песчано-глинистую сырую форму (рис 11) и осуществляли заливку сердцевины валка из ВЧ После охлаждения валка до 100-120°С его извлекли из формы, подвергли очистке, обрубке и затем направили на дальнейшую механическую обработку (обработка треф, шлифовка поверхности бочки итд)

В ходе оценки технологии получения литого биметаллического прокатного валка возникла необходимость оптимизации технологии 'выплавки высоколегированных белых чугунов. В результате этого были определены следующие технологические параметры Наиболее высокие физико-механические свойства и наименьшая стоимость металла достигаются при выплавке синтетического чугуна Более эффективной является плавка чугуна на «болоте», количество жидкого расплава в печи составляет около 30-35% его емкости «Болото» перед загрузкой шихты нагревается до 1400-1450°С и на него загружается карбюризатор, в качестве которого используется графитизированный коксик Карбюризатор нагревается в течении 8-12 мин, на Него загружается стальной лом, а затем другие составляющие шихты

Рис 10 Технология изготовления износостойкой втулки из белого чугуна оптимизированного химического состава 1—литниковая чаша, 2- литниковый стержень, 3- стержень, 4- полуформа

Рис 11 Технология изготовления биметаллического прокатного валка 1- литниковая чаша, 2- литниковые шамотные трубки, 3- втулка из износостойкого белого чугуна, 4- полуформа

После расплавления шихты температура расплава доводится до 1400-1450°С и происходит загрузка необходимых добавок и ферросплавов Наиболее рациональным с точки зрения величины изобарно-изотермического потенциала окислительных реакций в проведенных исследованиях установлена следующая последовательность введения в расплав легирующих элементов- С, N1, Р, ¿1, Мп, Сг, Мо, В, Т1 Это обеспечивает минимальный угар элементов и получение металла с высокой стабильностью химического состава Во время доводки по химическому составу расплав подвергается термовременной обработке (ТВО) -нагреву до 1500°С в течение 25-35 мин Это обеспечивает гомогенизацию расплава и снижение его газосодержания Соблюдение данных температурных и временных интервалов, а также последовательности добавления легирующих элементов позволяет уменьшить величину угара и повысить качество получаемого расплава

Разработанная технология получения литых биметаллических прокатных валков находится на стадии внедрения на ЗАО УК «БМЗ»

Основные выводы:

1 На основании проведенных теоретических и экспериментальных исследований созданы физическая и теплофизическая модели взаимодействия расплава сердечника с твердой втулкой при производстве биметаллического прокатного валка с целью определения оптимальных условий образования качественной переходной зоны

2 На основании созданной теплофизической модели построена математическая модель напряженно-деформированного состояния втулки, позволившая сформулировать требования к механическим свойствам материала втулки. Предел прочности материала для точек, удаленных от торца, должен быть не меньше 273МПа, а на свободных торцах 267МПа

3 С целью обеспечения высоких эксплуатационных свойств рабочего слоя прокатного валка, на основании построенных математических зависимостей и номограмм, оптимизирован химический состав белого износостойкого чугуна, % по массе С 2,8-3,0, Сг 10-11, N1 3-4, Мп 4-5; Мо 1,0-1,2, 'П 0,5-0,7, В 0,5-0,7, & 0,8-1,2

4 Проведен рентгеноспектральный микроанализ белых износостойких чугунов оптимизированного химического состава, который позволил доказать целесообразным снижение содержания хрома в хромистых износостойких чугунах до 10-12% в отличие от 17-26%, рекомендованных известными различными источниками

5 Полученная физическая модель позволила рекомендовать материал сердцевины прокатного валка (ВЧ-50 ГОСТ 7293-85) с условием получения качественной переходную зону с втулкой из легированного хромом белого износостойкого чугуна

6 На основании проведенного анализа термохимического состояния расплава, разработана технология выплавки высоколегированного чугуна в индукционных печах, позволяющая уменьшить величину потерь добавок и модификаторов и повысить качество получаемого металла, за счет оптимизации

ведения процесса плавки и отработки эффективной последовательности внесения добавок и модификаторов

7 Выполненные экспериментальные и теоретические исследования позволили разработать новую технологию получения литых биметаллических прокатных валков с высокой эксплуатационной стойкостью рабочего слоя и прочной сердцевиной

Материалы диссертации изложены в следующих работах Публикации в изданиях рекомендованных ВАК РФ

1 Петраков О В Управление качеством массивных отливок типа втулок из чугуна [Текст] // И К Кульбовский, Е А, Тупатилов, О В Петраков // Заготовительные производства в машиностроении (кузнечно-штамповое, литейное и другие производства) Ежемесячный научно-технический и производственный журнал №8,2004, с 3-6

2 Петраков О В Новая технология производства биметаллических прокатных валков литьем в кокиль [Текст] //OB Петраков // Заготовительные производства в машиностроении (кузнечно-штамповое, литейное и другие производства) Ежемесячный научно-технический и производственный журнал №11,2004, с 10-12

3 Петраков О В Разработка системы управления качеством массивных отливок типа втулок судовых дизелей большой мощности с применением компьютерного моделирования [Текст] // И К Кульбовский, Е А Тупатилов, О В Петраков, Е В Попов // Литейщик России, №3,2004-с41-43

4 Петраков О В Влияние содержания хрома на структуру белых легированных чугунов в биметаллических отливках [Текст] / О В Петраков, А Н Поддубный, Е А Тупатилов // Заготовительные производства в машиностроении (кузнечно-штамповое, литейное и другие производства) Ежемесячный научно-технический и производственный журнал №6,2007, с 3841

5 Петраков О В Структура белых износостойких легированных чугунов [Текст] / О В Петраков, А Н Поддубный // Металловедение и термическая обработка металлов №8, 2007 -с 30-35

Статьи и материалы конференций

6 Петраков О В Особенности технологии изготовления биметаллических прокатных валков [Текст] / OB Петраков, И К Кульбовский // Современные технологии и материаловедение Сб науч трудов // Под ред Ю А Баландина - Магнитогорск МГТУ, 2003 -с 189-191

7 Петраков О В Новая технология получения биметаллических прокатных валков литьем в кокиль [Текст] / О В Петраков // Износостойкость Технологическое обеспечение Сб трудов международной научно-технической конференции в г Брянске, 22-24 окт 2003 г // Под общ ред А Г Суслова - Брянск БГТУ, 2003 - с 266-268

8 Петраков О В Технология получения биметаллических прокатных валков [Текст] / И К Кульбовский, О В Петраков // Материаловедение и производство Сборник научных трудов Вып 3 // Под ред Г И Сильмана - Брянск Изд-во БГИТА, 2003 - с 232-235

9 Петраков О В Производство биметаллических прокатных валков [Текст] / И К Кульбовский, О В Петраков // Вклад ученых и специалистов в национальную экономику Матер регион науч-тех конф, г Брянск, 16-18 мая 2002г //Под ред ЕН Самошкина, И М Барановой, А В Городкова, В С Жаденова, И А Кузовлевой, В Н Лобанова, В М Меркелова, А П Решетникова, Т И Рябовой, М А Сенющенкова, Г И Сильмана - Брянск БГИТА, 2002 -с 123-125

10 Петраков О В Повышение качества дизельного литья [Текст] / И К Кульбовский, Е А Тупатилов, О В Петраков // Современные технологии и материаловедение Междунар сб науч тр Вып 2//Под ред ЮА Баландина - Магнитогорск МГТУ, 2004-с 126-127

11 Петраков О В Изготовление биметаллических прокатных валков по новой технологии [Текст] / О В Петраков // Современные технологии и материаловедение

Междунар сб науч тр Вып 2 // Под ред Ю А Баландина - Магнитогорск* МГТУ, 2004 -с 162163

12 Петраков О В Разработка системы управления качеством дизельного яипгья с помощью компьютерного моделирования [Текст] / И К Кульбовский, Е А Тупатилов, О В Петраков // Вестник Брянского государственного технического университета Научно-технический журнал №1,2004г с 33-41

13 Петраков О В Исследование влияния химического состава стали 20ГЛ на ее механические свойства [Текст] /ЮМ Иващенков, С В Булдин, О В Петраков // Вестник Брянской государственной инженерно-технологической академии №1,2005г с 88-91

14 Петраков О В Исследование диффузионных процессов в железо-углеродистых сплавах [Текст] // О В Петраков // Тезисы докладов 57-й научной конференции профессорско-преподавательского состава в 2 ч / Под ред С П Сазонова, И В Говорова - Брянск БГТУ, 2005 -ч 1с 116-118

15 Петраков О В Техночогия изготовления литых прокатных валков из износостойкого чугуна [Текст] // О В Петраков // Сборник тезисов 56-й студенческой научной конференции Брянск БГТУ, 2001 -с 92-94

16 Петраков О В Способы получения биметаллических прокатных валков [Текст] // О В Петраков // Сборник тезисов 57-й студенческой научной конференции Брянск БГТУ, 2002 -с 81-83

17 Петраков О В Повышение качества оборудования, применяемого для размола строительных материалов [Текст] // О В Петраков // Международная студенческая научно-техническая конференция Сб тез докл - Белгород Изд-во БелГТАСМ, 2001 -ч 1 -с 280-282

18 Петраков О В Способ получения чугуна с шаровидным графитом и бейнитной металлической матрице без применения магнийсодержащих модификаторов [Текст] / О В Петраков, И К Кульбовский, К В Макаренко, Р А Богданов // Труды восьмого съезда литейщиков России - Ростов-на-Дону, 2007 - ч 1 - с 20-25

19 Петраков О В Технология получения биметаллических отливок из железоуглеродистых сплавов [Текст] / О В Петраков, И К Кульбовский, Ю И Пимонов, А Н Поддубный И Труды восьмого съезда литейщиков России - Ростов-на-Дону, 2007 - ч 1 - с 2629

Подписано в печать 27 09 2007 Формат 60x84 1/16 Бумага офсетная Офсета печать Уел печ л 0.93 Тираж 100 экз Заказ №779 Бесплатно __

Издательство Брянского государственного технического университета 241035, Брянск, бульвар им 50-летия Октября, 7 БГТУ 54-9049 Лаборатория оперативной полиграфии БГТУ, ул Харьковская, 9

Введение.

Глава 1. Аналитический обзор

1.1. Условия работы прокатных валков и требования к их эксплуатационной стойкости.

1.2. Влияние структурообразующих факторов на формирование структуры и свойств биметаллических отливок.

1.2.1. Влияние различных факторов на протекание диффузионных процессов в биметаллических изделиях.

1.2.1.1. Влияние химического состава.

1.2.1.2. Влияние температуры.

1.2.1.3. Влияние скорости охлаждения.

1.2.1.4. Диффузия элементов в железоуглеродистых сплавах.

1.2.2. Влияние различных факторов на образование переходного слоя в биметаллических отливках.

1.2.2.1. Влияние разделительных сред и контактирующих поверхностей.

1.2.2.2. Переходная зона и прочность биметаллической отливки.

1.2.3. Структура и свойства биметаллических отливок.

1.2.3.1. Структура, износостойкость, термостойкость прокатных валков.

1.2.4. Теоретические основы износостойкости белого чугуна.

1.3. Существующие технологии получения прокатных биметаллических валков.

1.4. Выводы.

Глава 2. Методика исследований.

2.1. Методика изучения формирования переходной зоны в биметаллических отливках.

2.2. Методика оптимизации химического состава износостойкого чугуна.

2.3. Методика проведения металлографических исследований.

2.4. Проведение процесса плавки.

2.5. Методика проведения термической обработки образцов.

2.6. Методика проведения механических испытаний и испытаний износостойкости сплавов.

2.7. Определение термических напряжений.

Глава 3. Экспериментальные и теоретические исследования влияния структурообразующих факторов на свойства биметаллических отливок прокатных валков.

3.1. Диффузия и распределение напряжений при образовании переходной зоны.

3.1.1. Этапы формирования переходной зоны в биметаллических отливках.

3.1.2. Напряжения в биметаллических отливках.

3.1.3. Формирование переходной зоны в биметаллических отливках из различных железоуглеродистых сплавов.

Актуальность работы. Многие отрасли народного хозяйства РФ, в том числе машиностроительный комплекс, имеют постоянный спрос на прокат различного сортамента. Основным рабочим инструментом прокатного стана, влияющим на качество и стоимость проката, является прокатный валок. В настоящее время нашли широкое применение литые стальные и чугунные прокатные валки различного химического состава и структуры из легированных и низколегированных сплавов. Изготавливается еще один тип прокатных валков - биметаллические валки, которые могут быть как литыми, так и сборными.

Сборные прокатные валки представляют собой запрессованное соединение втулки из одного сплава на сердечник из другого сплава. Данный тип биметаллических валков обладает недостатками, присущими соединениям, не имеющим переходной зоны и работающим при циклических нагрузках в условиях нагрева (биение, перераспределения нагрузок). Кроме того, производство сборных прокатных валков технологически сложное. Литые биметаллические прокатные валки изготавливают из чугунов и представляют собой втулку из отбеленного чугуна и сердечник из серого. Эти валки имеют такие недостатки как неравномерность толщины отбела, износостойкости и механических параметров по длине и глубине рабочей части валка, малую прочность сердцевины. Все это приводит к выходу таких прокатных валков из строя по причине износа и выкрашивания рабочих поверхностей валка, отслоения отбеленного слоя, поломки треф.

В связи с этим актуальной является проблема отыскания новых технологических решений, которые могут повысить стабильность механических свойств и износостойкости по длине и сечению бочки валка, и тем самым увеличить работоспособность и снизить себестоимость литых биметаллических прокатных валков по сравнению с монометаллическими валками из стали и чугуна.

Закрытое акционерное общество Управляющая компания «Брянский Машиностроительный Завод» имеет собственное прокатное производство, занимающееся изготовлением проката небольшого сечения (прут, полоса, уголок и т.д.). В прокатных станах этого завода используют покупные литые прокатные валки из серого чугуна с отбеленным рабочим слоем. Однако их качество невысокое, и с учетом наличия на заводе достаточно развитого литейного производства существует потребность в разработке новой технологии получения высококачественных биметаллических прокатных валков для собственного прокатного производства. В связи с этим была предложена технология производства литого биметаллического прокатного валка, заключающаяся в формировании рабочей части валка из белого износостойкого чугуна, а сердцевины из высокопрочного чугуна. Эта технология может быть использована и для изготовления валков различным потребителям.

Цель работы. Разработка технологического процесса получения литых биметаллических прокатных валков из железоуглеродистых сплавов, обеспечивающих высокие эксплуатационные свойствами рабочей поверхности и высокую прочность сердцевины прокатного валка.

Для достижения цели необходимо решить следующие задачи:

1. Построить физическую модель взаимодействия различных железоуглеродистых сплавов при образовании переходной зоны в литых биметаллических прокатных валках, в том числе:

- исследовать влияние физико-химических характеристик железоуглеродистых сплавов и технологических параметров производства биметаллических изделий на образование в них переходной зоны, и формирование комплекса технологических показателей, определяющих качество полученной переходной зоны.

2. Исследовать влияния химического состава, технологии выплавки и термической обработки легированного хромом белого износостойкого чугуна на формирование его структуры и свойств и разработать оптимальный его состав для рабочего слоя литого биметаллического прокатного валка, в том числе:

- исследовать морфологию строения карбидов в структуре легированного хромом белого износостойкого чугуна;

- разработать математические модели зависимости механических и эксплуатационных параметров белых износостойких легированных хромом чугунов от его химического состава и термической обработки;

- оптимизировать химический состав белого легированного хромом износостойкого чугуна к условиям работы прокатных валков чистовых клетей горячего прокатного стана.

3. Исследовать напряженно-деформированного состояния, возникающего в отливке при производстве биметаллических прокатных валков, построение модели теплофизического взаимодействия металлов в переходной зоне валка и определение на их основе оптимальных физико-механических показателей взаимодействующих сплавов.

4. Оптимизировать технологический процесс получения литых биметаллических прокатных валков с высокими эксплуатационными характеристиками рабочего слоя и сердцевины.

Общая методология исследований. Основные результаты работы получены на основе проведения экспериментальных и опытно-промышленных исследований. В ходе исследований использовались математические методы планирования экспериментов, компьютерные программы и методы моделирования и оптимизации для построения физической модели взаимодействия в зоне контакта сплавов. Изучаемые параметры и выходные данные получены с помощью комплекса мер по определению основных механических и структурных характеристик материалов. Для чего проводилось металлографическое исследование структуры и микрорентгеноспектральный анализ состава и структуры сплавов с целью выявления их влияния на изучаемые параметры биметаллического изделия.

Достоверность выводов и практические рекомендации подтверждаются применением современных математических методов и компьютерного моделирования, проверенных методик структурного анализа и обработки данных, экспериментальными исследованиями.

Научная новизна:

- построены теплофизическая и физическая модели образования переходной зоны при производстве биметаллических отливок из железоуглеродистых сплавов;

- построены математические и графические зависимости, номограммы совместного влияния химических элементов легированного хромом белого износостойкого чугуна на его механические и эксплуатационные параметры и количество структурных составляющих;

- на основе данных микроанализа хромистых белых чугунов установлены границы влияния хрома на формирование в них карбидов различного типа; выявлено, что уже при содержании 10% хрома в белых износостойких чугунах образуются карбиды Ме7Сз и Ме2зСб, дальнейшее увеличение содержания хрома увеличивает содержание карбида Ме2зС6, но не дает значительного увеличения износостойкости чугунов, поэтому для получения износостойких белых чугунов содержание хрома достаточно удерживать на уровне 10-12%;

Практическая значимость и реализация результатов работы:

- предложена физическая модель процессов взаимодействия различных железоуглеродистых сплавов при производстве литых биметаллических изделий, позволяющая определить оптимальные технологические параметры для получения качественной переходной зоны в разных биметаллических отливках;

- разработан оптимальный химический состав белого износостойкого чугуна, легированного хромом, для биметаллических прокатных валков;

- разработана технология получения биметаллических прокатных валков из железоуглеродистых сплавов с высокими эксплуатационными свойствами и рабочей поверхностью из белого износостойкого чугуна, легированного хромом, и сердцевиной из высокопрочного чугуна;

- разработана оригинальная технология выплавки сложнолегирован-ных белых чугунов в индукционных печах.

Автор защищает:

1. Физическую и теплофизическую модели взаимодействия различных железоуглеродистых сплавов при формировании переходной зоны в литых биметаллических прокатных валках.

2. Оптимизированный химический состав белого износостойкого чугуна, легированного хромом, обеспечивающего формирование рабочей поверхности биметаллического прокатного валка с высокими эксплуатационными свойствами.

3. Зависимость влияния хрома на образование его карбидов различных типов в белых износостойких чугунах, легированных хромом, и связанное с этим изменение его износостойкости.

4. Установленные оптимальные уровни содержания хрома в белых износостойких чугунах, легированных хромом, обеспечивающие требуемый уровень износостойкости чугуна.

5. Разработанную оригинальную технологию выплавки сложнолегиро-ванных чугунов в индукционных печах.

6. Разработанный технологический цикл получения литых биметаллических прокатных валков с высокими эксплуатационными свойствами рабочей поверхности и сердцевины.

7. Достигнутый технико-экономический эффект от внедрения научных разработок на производстве.

Апробация работы. Основные положения диссертации докладывались и обсуждались на региональных и международных научно-технических конференциях: «Современные технологии и материаловедение» (Магнитогорск, 2003г., 2004г.), «Износостойкость. Технологическое обеспечение» (Брянск, 2003г.), «Материаловедение и производство» (Брянск, 2003г.), «Вклад ученых и специалистов в национальную экономику» (Брянск, 2002г.), «57-й научной конференции профессорско-преподавательского состава» (Брянск, 2005г.), VIII съезд литейщиков (Ростов-на-Дону, 2007г).

Публикации. По теме диссертации опубликовано 19 работ, 5 из которых в изданиях рекомендованных ВАК: журналах «Литейщик России» №3, 2004, с.41-43, №11 2004, стр. 10-12, «Заготовительные производства в машиностроении» №8, 2004, с.3-6, №6, 2007, с.38-41, «Металловедение и термическая обработка металлов», №8, 2007, с.30-35.

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, пяти глав, основных выводов, списка использованной литературы из 100 наименований и приложений. Она содержит 145 страницы текста, 47 рисунков и 16 таблиц.

Основные выводы

1. На основании проведенных теоретических и экспериментальных исследований созданы физическая и теплофизическая модели взаимодействия расплава сердечника с твердой втулкой при производстве биметаллического прокатного валка с целью определения оптимальных условий образования качественной переходной зоны.

2. На основании созданной теплофизической модели построена математическая модель напряженно-деформированного состояния втулки, позволившая сформулировать требования к механическим свойствам материала втулки. Предел прочности материала для точек, удаленных от торца, должен быть не меньше 273МПа, а на свободных торцах 267МПа.

3. С целью обеспечения высоких эксплуатационных свойств рабочего слоя прокатного валка, на основании построенных математических зависимостей и номограмм, оптимизирован химический состав белого износостойкого чугуна, % по массе: С 2,8-3,0; Сг 10-11; Ni 3-4; Мп 4-5; Мо 1,0-1,2; Ti 0,5-0,7; В 0,5-0,7; Si 0,8-1,2.

4. Проведен рентгеноспектральный микроанализ белых износостойких чугунов оптимизированного химического состава, который позволил доказать целесообразным снижение содержания хрома в хромистых износостойких чугунах до 10-12% в отличие от 17-26%, рекомендованных известными различными источниками.

5. Полученная физическая модель позволила рекомендовать материал сердцевины прокатного валка (ВЧ-50 ГОСТ 7293-85) с условием получения качественной переходную зону с втулкой из легированного хромом белого износостойкого чугуна.

6. На основании проведенного анализа термохимического состояния расплава, разработана технология выплавки высоколегированного чугуна в индукционных печах, позволяющая уменьшить величину потерь добавок и модификаторов и повысить качество получаемого металла, за счет оптимизации ведения процесса плавки и отработки эффективной последовательности внесения добавок и модификаторов.

7. Выполненные экспериментальные и теоретические исследования позволили разработать новую технологию получения литых биметаллических прокатных валков с высокой эксплуатационной стойкостью рабочего слоя и прочной сердцевиной.

1. Поляков, Б.Н. Нагруженность, несущая способность и долговечность прокатного оборудования. Текст. / Б.Н. Поляков, Ю.И. Няшин, И.Ф. Волегов, А.Ф. Трусов. М.: Металлургия, 1990. - 320с.

2. Новиков В.Н. Влияние остаточных напряжений на контактно-усталостную прочность валков холодной прокатки. «Металловедение и обработка металлов», 1957, №1.

3. Груднев И.И. Работа поверхности валков станов холодной прокатки. -«Сталь», 1954, №12, с. 1101-1106.

4. Горячко В.Т. Стойкость валков холодной прокатки. В книге «Горячая обработка металлов». Министерство тяжелого машиностроения, 1950.

5. Шефтель, Н. И. Производство калиброванной и холоднокатаной стали. Текст. / Н. И. Полухин. М.: Металлургиздат, 1956. - 249с.

6. Драйгор, Д.А. Стойкость валков чистового холодного проката. Текст. / Д.А. Драйгор, А.С. Венжега, М.Я. Белкин, Г.И. Вальчук. М.: Издательство «Машиностроение», 1964.- 128с.

7. Аксенов, Г.И Повышение стойкости легированных валков Текст. / Г.И. Аксенов, И.А. Соболевский. // Ежемесячный научно-технический и производственный журнал «Сталь», 1946. - №7-8.

8. Широков, A.M. Механизм разрушения рабочей поверхности прокатных валков Текст. / A.M. Широков. // Ежемесячный научно-технический и производственный журнал «Сталь», 1954. №9.

9. Третьяков, А.В. Температурный режим работы валков прокатных станов. Текст. / А.В. Третьяков, А.В. Грачев, П.Т. Орешкин. М: Металлургия, 1964,- 112с.

10. Maratray F. "Memoires scientifiques de la revue de mettallurgie", 1971, №2, 67-74.

11. Цыпин, И.И. Износостойкие отливки из белых легированных чугунов. Текст. / И.И. Цыпин. // НИИМАШ сер. с-6-1: Технология литейного производства: Обзор. М.: Изд-во НИИМАШ, 1983, - 56 с.

12. Кривошеев, А.Е. Литейные валки: теоретические и технологические основы производства. Текст. / А.Е. Кривошеев. М.: Металлургиздат, 1957,-360с.

13. Гарбер, М.Е. Отливки из белых износостойких чугунов. Текст. / М.Е. Гарбер. М.: «Машиностроение», 1972, - 112с.

14. Комаров, О.С. Термокинетические основы кристаллизации чугуна. Текст. / О.С. Комаров. Минск: Наука и техника, 1982, - 262с.

15. Коцюбинский, О.Ю. Коробление чугунных отливок от остаточных напряжений. Текст. / О.Ю. Коцюбинский. М.: Машиностроение. 1965,-175с.

16. Зайков, М.А. Режимы деформации и усилия при горячей прокатке. Текст. / М.А. Зайков. Свердловск: Металлургиздат. 1960, -230с.

17. Арнольд, Л.В. Техническая термодинамика и теплопередача. Текст. / Л.В. Арнольд, Е.А. Михайловский, В.М. Селиверстов. 2-е изд., перераб. -М.: Высш. шк. 1979,-443с.

18. Башта, Т.М. Гидравлика, гидромашины и гидроприводы Текст.: учебник для машиностроительных вузов / Т.М. Башта, С.С. Руднев, Б.Б. Некрасов и др. 2-е изд., перераб. - М.: Машиностроение, 1982. - 423с.

19. Wells С., Mehl R.F. Rate of Diffusion of Carbon in Austenite in Plane Carbon, in Nickel and Manganese Steels. AIMME, 1940, v. 140, p. 279.

20. Блантер, M.E. Фазовые превращения при термической обработке стали Текст. / М.Е, Блантер. М.: Металлургиздат, 1962. - 268с.

21. Уманский, Я.С. Физические основы металловедения Текст. / Я.С. Уманский, Б.Н. Финкелыитейн, М.Е. Блантер. М.: Металлургиздат, 1955.- 182с.

22. Блантер, М.Е. Теория термической обработки Текст.: учеб. для вузов. / М.Е. Блантер. М.: Металлургия, 1984. - 328с.

23. М.Е. Блантер. Влияние кобальта на диффузию углерода в аустениете. -ЖТФ, 1950, т. 20, №8.

24. Энтин, Р.И. Превращения аустенита в стали Текст. / Р.И. Энтин, под ред. Ю.А. Геллера. М.: Металлургиздат, 1960. - 256с.

25. Голованенко, С.А. Производство биметаллических изделий. Текст. / С.А. Голованенко, JI.B., под. ред. Э.А. Каракозова. М.: Металлургия, 1977.-160с.

26. Селиванов, В.В. Аналитические методы механики сплошной среды Текст.: учеб. пособие для вузов. / В.В. Селиванов, B.C. Зарубин, В.Н. Ионов.- М.: Изд-во МГТУ, 1994. 384с.

27. Повх, И.Л. Техническая гидромеханика Текст.: учеб. пособие. / И.Л. Повх. М.: Мишиностроение, 1969. - 524с.

28. Мастрюков, Б.С. теплофизика металлургических процессов Текст.: учеб. для вузов. / Б.С. Мастрюков, Г.С. Сборщиков. М.: Металлургия, 1993 .-319с.

29. Шлихтинг, Г. Теория пограничного слоя Текст. / U/ Г. Шлихтинг. -М.: Наука, 1969.-744с.

30. Taylor G.I. statistical theory of Turbulence. Proc. Roy. Soc., London, Ser.a, 156(1936), 307

31. Баландин, Г.Ф. Основы теории формирования отливки Текст.: учеб. пособие для вузов в 2т. / Г.Ф. Баландин. М.: Машиностроение, 1979.

32. Тимошенко, С.П. Теория упругости. Текст.: [пер. с англ.] / С.П. Тимошенко, Дж. Гудьер. 2-е изд. - М.: Наука, 1979. - 560с.

33. Голованенко, С.А. Сварка прокаткой биметаллов Текст. / С.А. Голованенко, под ред. Э.А. Каракозова. -М.: Металлургия, 1977. 160с.

34. Бабаков, А.А. Материалы в машиностроении: выбор и применение Текст.: справ, в 5т. / А.А. Бабаков, А.А. Жуков, под ред. Ф.Ф, Химушина. -М.: Машиностроение, 1968.

35. Чарухина, К.Е. Биметаллические соединения Текст. / К.Е. Чарухина, С.А. Головангенко, В.А. Мастеров, Н.Ф. Казаков. М.: Металлургия, 1970.-280с.

36. Адлер, Ю.П. Планирование экспериментов при поиске оптимальных условий Текст. / Ю.П. Адлер, Е.В. Маркова, Ю.В. Граневский. 2-е изд, перераб. и доп. - М.: Наука, 1976. - 278с.

37. Измаилов, А.Ф. Численные методы оптимизации Текст.: учеб. пособие. / А.Ф. Измаилов, М.В. Солодов. М.: Физматлит, 2003. - 300с.

38. Шевченко, В.Ю. Электрошлаковая технология в производстве современных прокатных валков (двухслойные заготовки) Текст. / В.Ю. Шевченко. // Автореферат дис. кан. техн. наук НАН Украины ИЭС им. Е.О. Патона Киев, 2001.

39. Суворов, И.К. Обработка металлов давление Текст.: учеб. для вузов. / И.К. Суворов. М.: Высш. шк., 1980. - 384.

40. Процессы абразивной обработки, абразивные инструменты и материалы. Шлифабразив Текст.: сб. ст. междунар. науч.-тех. конф. (Волжский 2002). Волгоград; Волжский: изд-во Волжск, инж-строит. ин-та фил. ВолгГАСА, 2002. - 150с.

41. Диффузионное соединение в вакууме металлов, сплавов и неметаллических материалов Текст.: сб. науч. тр. 4 межвузовской науч,-техн. конф. 1966. ч.1 / под ред Н.Ф. Казакова. М.: Изд-во ПНИЛДСВ, 1968.-167с.

42. Диффузионное соединение в вакууме металлов, сплавов и неметаллических материалов Текст.: сб. науч. тр. 5 межвузовской науч.-техн. конф. 1968. / под ред Н.Ф. Казакова. М.: Изд-во ПНИЛДСВ, 1970.-362с.

43. Лариков, Л.Н. Диффузионные процессы в твердой фазе при сварке Текст. / Л.Н. Лариков, В.Р. Рябов, В.М. Фальченко. М.: Машиностроение, 1975.- 188с.

44. Тынный, А.Н. О влиянии сульфидирования на износостойкость стали и чугуна Текст. / А.Н. Тынный, под ред. Г.В. Карпенко. Львов, 1958. - 86с.

45. Шмыков, А.А. Термодинамика и кинетика процессов взаимодействия контролируемых атмосфер с поверхностью стали Текст. / А.А. Шмыков, В.Г. Хорошайлов, Е.Л. Гюлиханданов. -М.: Металлургия, 1991. 159с.

46. Борисенок, Г.В. Химико-термическая обработка металлов и сплавов Текст.: справ. / Г.В. Борисенок, Л.А. Васильев, Л.Г. Ворошнин, под ред. Л.С. Ляховича. М.: Металлургия, 1981. - 424с.

47. Мельник, П.И. Диффузионное насыщение железа и твердофазные превращения в сплавах Текст. / П.И. Мельник. М.: Металлургия, 1993.-128с.

48. Малкович, Р.Ш. Математика диффузии в полупроводниках Текст. / Р.Ш. Малкович. СПб.: Наука, 1999. - 389с.

49. Ващенко, К.И. Биметаллические отливки железо-алюминий Текст. / К.И. Ващенко, В.В. Жижченко, А.Н. Фирсатов. М.: Машиностроение, 1966.-173с.

50. Лакедемонский, А.В. Биметаллические отливки Текст. / А.В. Лакедемонский. -М.: Машиностроение, 1964. 180с.

51. Арзамасов, Б.Н. Научные основы материаловедения Текст.: учебник для вузов. / Б.Н. Арзамасов, А.И. Крашенинноков, Ж.П. Пастухова, А.Г. Рахштадт. -М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 1994. 366с.

52. Баландин, Г.Ф. Теория формирования отливки Текст.: учеб. для вузов: основы тепловой теории. Затвердевание и охлаждение отливки. М.: Изд-во МГТУ, 1998.-360с.

53. Вейник, А.И. Теория затвердевания отливки Текст. / А.И. Вейник. -М.: Машгиз, 1960. -464с.

54. Бураков, С.Л. Литье в кокиль Текст. / С.Л. Бураков, А.И. Вейник, Н.П. Дубинин, A.M. Петриченко.-М.: Машиностроение, 1980.-415с.

55. Маннинг, Дж. Кинетика диффузии атомов в кристаллах Текст.: [пер. с англ.] / Дж. Маннинг. М.: Из-во Мир, 1971. - 280с.

56. Белай, Г.Е. Организация металлургического эксперимента Текст.: учебное пособие для вузов. / Г.Е. Белай, О.В. Соценко, под редакцией В.В. Дембовского. М.: Металлургия, 1993. - 256с.

57. Арзамасов, Б.Н Материаловедение Текст.: учеб для вузов. / Б.Н. Арзамасов, А.В. Макарова, Г.Г. Мухин, под общ. ред. Б.Н. Арзамасова. 6-е изд. - М.: Изд-во МГТУ, 2004. - 646с.

58. Григорович В.К. Периодический закон Менделеева и электронное строение металлов Текст. / В.К. Григорович. -М.: Наука. 1966. 268с.

59. Гуляев, А.П. Металловедение Текст.: учеб. для вузов. / А.П. Гуляев. -5-е перераб. изд. М.: Металлургия. 1978. - 647с.

60. Patterson W. Uber die Beziehnungen zwischen schemischer Zusammensetzung. Zefiigeausbildung und mechanischen Eigenschaften von ZuBeisen mit Zammelengraphit.-Ziesserei, 1965,17, №4, s. 17-23.

61. Самсонов Г.В., Прядко И.Ф., Прядко Л.Ф. Электронная локализация в твердом теле. М.: Наука, 1976, 343с.

62. Самсонов Г.В., Упадхая Г.Ш., Нешпор B.C. Физическое металловедение карбидов. Киев: Наукова думка, 1974, 455с.

63. Грей Г. Электроны и химическая связь. Перевод с английского. -М.: мир, 1966, 233с.

64. Пиментел Г., Спартли Р. Как квантовая механика объясняет химическую связь. Перевод с английского. М.:-Мир, 1973,407с.

65. Шустович Е.М. Химическая связь. М.: Наука, 1973, 297с.

66. Ахметов, Н.С. Общая и неорганическая химия Текст.: учеб. для вузов./ Н.С. Ахметов. 5-е изд., испр. - М.: Высшая школа, 2003. - 743с.

67. Григорович В.К. Электронное строение и термодинамика сплавов железа. М.: Наука, 1970,372с.

68. Ормонт, Б.Ф. Введение в физическую химию и кристаллохимию полупроводников Текст.: учеб. пособие для вузов. / Б.Ф. Ормонт, под ред В.М. Глазова. 3-е изд., испр. и доп. -М.: Высш. шк., 1982. - 487с.

69. Кристиан Дж. Теория превращения в металлах и сплавах. Перевод с английского. -М.: Мир, 1978, ч.1., 870с.

70. Полинг Л. Природа химической связи. Перевод с английского. М.: Госхимиздат, 1947,440с.

71. Караченцев, Г.В. Энергия разрыва химической связи. Потенциалы ионизации и сродство к электрону Текст. / Г.В. Караченцев, В.Н. Кондратьев. М.: Наука, 1974. - 351с.

72. Дриц, М.Е. Свойства элементов Текст.: справочник в 2 кн. / М.Е. Дриц, Н.Т. кузнецов, под общ. ред. М.Е. Дрица. 3-е изд., перераб. и доп. -М.: Руда и металлы, 2003.

73. Лившиц, Б.Г. Металлография Текст.: учеб. для вузов. / Б.Г. Лившиц. -М.: МИСИС, 1976.- 129с.

74. Элиот Р. Структура двойных сплавов. М.: Наука, 1970, т.1., 456с, т.2., 472с.

75. Физическое металловедение Текст.: в 3-х т.т. [пер. с англ.] / под ред. Р.У. Кана Челмерс Б. М.: Металлургия, 1987.

76. Стройман, Н.М. Холодная сварка металлов Текст. / Н.М. Стройман. -Л.: Машиностроение, 1985.-224с.

77. Технология сварки металлов в холодном состоянии. Сахацкий Г.П, -Киев.: Наук. Думка, 1979, 396с.

78. Франценюк, И.В. Альбом микроструктур чугун, стали, цветных металлов и их сплавов Текст. / И.В. Франценюк, Л.И. Франценюк. М.: Академкнига, 2004. - 192с.

79. Справочник по чугунному литью Текст. / Под ред. Н.Г. Гиршовича. -3-е изд., перераб. и доп. Л.: Машиностроение, 1978. - 760с.

80. Баландин, Г.Ф. Физико-химические основы литейного производства Текст. / Г.Ф. Баландин, В.А. Васильев, под ред. Г.Ф. Баландина. М.: Машиностроение, 1971.-226с.

81. Телегин, А.С. Тепломассоперенос Текст.: учеб. для вузов. / А.С. Телегин, B.C. Швыдкий, под ред. Ю.Г. Ярошенко. изд. 2-е, перераб. и доп. - М.: Академкнига, 2002. - 454с.

82. Флеминге, С.М. Процессы затвердевания Текст.: [пер. с англ.] / С.М. Флеминге. М.: Мир, 1977. - 434с.

83. Мастрюков, Б.С. Теплофизика металлургических процессов Текст.: учеб. для вузов. / Б.С. Мастрюков, Г.С. Сборщиков. М.: Металлургия, 1993 .-319с.

84. Гуляев, Б.Б. Теория литейных процессов Текст.: учеб. для вузов. / Б.Б. Гуляев. Л.: «Машиностроение», 1976. -216с.

85. Крагельский, И.В. Основы расчетов на трение и износ Текст. / И.В. Крагельский, М.Н. Добычин, B.C. Комбалов. М.: Машиностроение, 1977.-526с.

86. Новик, Ф.С. Оптимизация процессов технологии металлов методами планирования экспериментов Текст. / Ф.С. Новик, Я.Б. Арсов. М.: Машиностроение, 1980.-304с.

87. Попов, А.А. Теоретические основы химико-термической обработки стали Текст. / А.А. Попов. Свердловск: Металлургиздат, 1962. - 120с.

88. Аносов, В.Я. Основы физико-химического анализа Текст. / В.Я. Аносов. М.: Наука, 1976. - 504с.

89. Чугун Текст.: справ, изд. / Под ред. А.Д. Шермана, А.А. Жукова. М.: Металлургия, 1991.-576с.

90. Марочник сталей и сплавов Текст. / А.С. Зубченко, М.М. Колосков, Ю.В. Каширский, под общ. ред. А.С. Зубченко. 2-е изд., доп. и испр. - М.: Машиностроение, 2003. - 784с.

91. ГОСТ 3443-77. Отливки из чугуна с различной формой графита Текст. М.: Изд-во стандартов, 1977. - Юс.

92. Жуков, А.А. Износостойкие отливки из комплексно-легированных белых чугунов Текст. / А.А. Жуков, Г.И. Сильман, М.С. Фрольцов. М.: Машиностроение, 1984.- 104с.

93. Малинина, Р.И. Практическая металлография Текст. / Р.И. Малинина. М.: Интермет Инжиниринг, 2004. - 230с.

94. Пантелеенко, Ф.И. Самофлюсующиеся диффузионно-легированные порошки на железной основе и защитные покрытия из них Текст. / Ф.И. Пантелеенко Мн.: УП «Технопринт», 2001. - 300с.