автореферат диссертации по металлургии, 05.16.01, диссертация на тему:Исследование, разработка и внедрение стали и режима термической обработки, обеспечивающей повышение стойкости литых валков горячей прокатки

Аклдшит ;ь\ук укрлкш

1п1сглтут чегнол шталлур1ш им.з.и.1пг\рлс0е\

"8 ОД

Г ■! ' , 11д правах рукописи

ЛГГВПШПСО Петр Лвсштдоыпс

"сслед0рл1глк, разработка и шедшие сташ и ее31мл тг-т. ршскон обработки, 0беспечиващ1х пошпеше стсйкости лгшх тлков горячй! прошш

05.16.01 - Мзталловедениэ п тершчискал • обработка металлов

Автореферат диссертация па с опекал;;а ученой степени кандидата технических наук

Днепропетровск 139-1

Работа выполнена в Институте'черной металлургии им. .З.Л.Некрасова АН Ухрашш.

Научный рукойодитоль - За служенный деятель науки и техники

Украины, доктор технических наук, профессор Я.Н.ЫАЛИНОЧКА

Официальные оппонента - академик АН Высшей школы Украины,

доктор технических наук, профессор В.И.ШАШШ0В

Ведущее предприятие

отарппй научный оотрудник, кандидат технических наук М.В.ШОЫАПКО

Производственное объединение "Днрпротяжмаи"

Защита соотоитоя "А?" _^994 г. в ^

часов

на заседании Специализированного совета К 141.02.01 в Институте черной металлургии АН Украины по адреоу: 320050, г. Днапропетровс! пл. Акад. Стародубова, I.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Института.

Автореферат разослан щ2/щ

1994 г.

Ученвй секретарь Специализированного ооввта,. * канд. техн. наул- ^и*

-МЗ|Девченко

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. Непрерывная интенсификация процессов прокатного производства создает все более напряженные условия эксплуатация валков, предъявляя повышенные требования к их служебным свойствам.

Качеством и стойкостью валков в основном определяются технико-экономические показатели работы станов горячей прокатки.

В обжимных и черновых группах клетей непрерывно-заготовочных (НЗС) и сортовых станов горячей прокатки широко применяются литые залки из заэвтектоидной стали типа 150ХНМ. Их изготовление включает сложную и длительную (130-150 часов) высокотемпературную обработку. Большая энергоемкость процесса изготовления и дороговизна таких валков существенно затрудняют их производство. Основная часть потребляемых в странах СНГ литых стальных валков горячей лрокаткя приобретается за рубежом л лишь небольшое их количество производится на нескольких заводах. Качество отечественных валков существенно ниже зарубежных.

В связи с этим является актуальной разработка новых материалов для валков горячей прокатки, экономичных способов их производства, обеспечение валкам комплекса высоких служебных свойств.

Поль работы. Разработка нового состава отали и экономичного режима термической обработки, обеспечивающих повышение износостойкости литых валков горячей прокатки.

Рпучная новизна. Наблюдаемая в крупных отливках и прокатных палках из стали 150ХН!л микронеоднородность структуры (много вторичных карбидов и карбидной эвтектика на периферии дендритных зет-"ой и небольшое количество или полпое отсутствие вторичных карбидов в середине ветвей) обусловлено дендритной ликвацией легирующих карбидообразуюяих элементов (Мп, Сч. , !.!о) и углерода. Эта неоднородность сохраняется и после высокотемпературной г эмогени-зиругацей") термообработки, что неблагоприятно влияет на износостойкость и термостойкость валков.

Легирование стали 150X30.1 кремнием (1,2-1,4 %) существенно уменьшает (устраняет) дендритную ликвацию углерода, предотвращает образование карбидной эвтектики, обеспечивает равномерное распределение вторгпгах карбидов в дендрятах аустенита.

В валках из зазэтектоидной стали, микролегированной ванадием и титане:.: измельчается зерно ауотенита, образуются мелкие нитриды

и карбонитридо титана и сложные карбиды ( / , Сп.) С к ( V , Тс > Сл. ) С . Для сталей типа 150ХНМ оптималыгами являются добавки 0,10-0,20 % V а 0,04-0,08 % Тс . Износостойкость валков увеличивается.

Состав стали для валков горячей прокатки - а.с.К 651048 СССР.■

Способ термической обработки литых валков горячей прокатки пз заэвтектоидных сталей типа 150ХНМ - а.с. № 1257108 СССР.

Практическая ценность и реализация результатов работы.

В условиях Ниянетагильского и Магнитогорского металлургических комбинатов изготовлено по разработанной технологии и испытано 0 опытных партий валков различного назначения. Разработанные состав стали и реяим термообработки внедрены в технологический процесс производства валков. Соответствующие изменения внесены в стандарт предприятия СТП-Ю1-26-86 "Валки литые стальные и чугунные прокатные" и технологическую инструкцию 1.Ш по термической об-, работке литых валков из заэвтектопдшой стали 150ХНМ ТИ-МГ-37-8".,

На вг;.каг массой от I до 10 т показана технологичность и эффективность разработанного способа их производства. Предложенные состав стали и рекиы термической обработки обеспечивают получение в рабочем слое валков однородной структуры, состоящей из прочной, термо- и износостойкой тонкопластинчатой перлитной матрицы с равномерно распределенными в ней равноосными кристаллами вторичного цементита. Показана целесообразность изготовления предложенным способом валков с литыми калибрами. Продолжительность ре~ кика/термообработки валков уменьшена на 60-80 часов по сравнения с обработкой по действующим промышленным технологиям; стойкость валков повышена в среднем на 30 ',!>,

На защит; выносятся следующие положения:

влияние дендритной ликвации основных легирующих элементно стали 150ШИ на неоднородность распределения углерода, образование вторичных карбидов и карбидной эвтектики;

особенности фазовых и структурных превращений в заэвтектоиг.-ных валковых сталях, легированных кремнием;

влияние добавок V и 71 на карбидообпаэованкп, структур.1-' ;; свойства литых и термически обработанных сталей типа 150Ж!. Лр;;-родо карбидных фаз в комплексно легированных запртектондннх валковых сталях; -

паучно обоснованные рекомендации но. оптямальяоыу легированию ;:регаием, ванадием и титаном заэвтехтопданх сталей дал валков тсрячей прокаткп;

■■собеяяостн фазовых и структурных превращений в комплексно лэгирозанных заэзтектошзшх лабораторных и промышленных сталях лрл нагревах;

*:ояям термической обработки литих валков горячей прокаткп из -эмплексно .легированных заэвтектоидгшх сталей, обеспечивающий бла-:?одриятнуп структуру а высокую износостойкость валков;

•■-ззультатн промышленных испытаний залпов, изготовленных разработанный способом.

'..-гобятя работы. Основные положения диссертационной работы докладывались и обсуадалясь' па Всессэзяоы научно-техническом со-■л.гяании "Повияоппв срока службы литых деталей торпо-кеталлургяче-сг,ого оборудования, а том числе прокатных валков за счет легирования сталоЗ я чугуиов ванадием и другими элементами" (г.Свердловск, 1936 -?,}•, заседаниях технических советов Нижнетагильского :: Магчатогочского металлургических комбинатов (г.ИигшпЛ Тагил, 1906 г.; т,Магнитогорск, 1087 г.); научном семинаре кафедры ''Ля-гейнео г^опзполстзо" Днепропетровского металлургического института (^Днепропетровск, 1287 г,); Гсессизном сс;.глнаре "Повышение OTO.icTB конструкционных сталей легированием и термообработкой" (г.Киев, 1989 г.); Всесоюзной гтаучпо-теягоческоЯ конференции 'Струэтура а метода исследования легяроваяиых сталей" (г.Каев, E9I ?.)> научных семинарах и паседаяпя сояапя Ученого совета ''-'••пэтссг.оо .'италловедепие, зеория л теягояогдя термической сб--;.;.6откя чоталдов" Института черной металлургии (г, Дяепрспеттзозся, i037 г., 1Э9Э г.).

Публикация материалов. По гатсряалэл дисссртадп'1 опубликовало 4 статьи, получено 2 авторских свидетельства.

1 гдботя. Диссертация состоит :п взедеяия, 6 глав, гаипь-^яия, выводов я грилогвэтЗ, изложена га ПС листах маашопквво-•"1 'секста, гклэтает 28 иллюстраций, J2 таблиц я 85 ндименоза-:<яА литературных источников,

егхжжгз j?q:i?oca и постлшка задачи

:1роблека увеличения стойкости btjkob для стонов горячей птю-кдтки г/л?алла связана с решение;.: гяха слоулгнх ¡"'.учччх v; твхнич**»

о

ских задач.

Стойкость волков горячей прокатки определяется специфических:;: условиям юс >ксплуатацт;„ включающими циклическое воздействие вн-оокшг. температур и охлаждающей среди5 высокие гжергоспловно параметры прокатки и различные в!ш: пэноой рабочего слоя. Это обусловливает определенный комплекс требован;:;;, предъявляемых к изпосо- г' термостойкости рабочего слоя и прочности сердцевины бочхн и все;: валка. Необходимое сочетание указанных свойств достигается, глаг— ним образом, выбором состава стаж:9 благоприятной шкроструктурой валка, что определяется технологией его изготовления.

Н&кболое широкое применение, особенно в тякелопагрузсентгс клетях сортовш: и заготовочных станов, имозот литые торвдтчоскн обработанные валкп из заэвтектошшнх сталей, легированных хромой, никелем и молибденом - 150ХНМ к 180ХНА?. Необходимые сво.'-ства валков окончательно формируются•соотвотствувдзй терхмческой обработкой.

Изучение проблемы производства валковгоказолс, что в странах СНГ валки ш с тале 150ЖМ изготовляется (в основном для собственных иужд) на Серовском металлургическом заводе (СМЗ) Р Шптвтогор-ском и Нвквргагшгьском металлургических комбинатах (КЖ к 1ГГ.\''). Для других металлургических предприятий валки из зазвтектовдпых стала»! покупаются за рубожо:.".

Согласно требования!.;, предъявляемым к галсам черновых п ооккм-ных групп клетей ИЗО и сортовыгг станов 5: основным показателям г,;: качества следует отнести 'сочетание высокой кзиосо- и термостойкости рабочего слоя к необходимой прочности серддевшш бочки.кее;: к трефов валка. Анаша оксплуатащ»г. валков из стали 150ХНМ на стенах горячей прокатки СЮ и М1К показах, что наиболее ваалоК является задача значительного увелечонид кзпооостсйкости рабочего слог; валкое.

Перспективны.'.! способом повышенна стойкости литш: валко* являемся дополнительное легирование сталеГ. Судя по литературяык данвы. , некоторые вопроси влияния добавок такс;: элементов^ кк: !

следовали недостаточно, й с влкяник крекниг данные соьсьч..' отерто вуюг\ В частости но учитываются известны? особонягсгг структур.: к (разовых превращен^ с сталях, обусловлена» тгг-оликвапке'. г.ре; ~

Процесс изготовления валков иг; ста".;: ТЬЗШ*. включая; к-гс.'; -кую (130-150 часов) мкогоотадаГшу» те?(.-,-:ес1гг„ ог^езг •• к1-?" -ваий до высоких температур? однако гр;;. эта; л- оетс ,. -с-тпточно высокая к: изкоеоитвйкост...

В связи с изложенным в настоящей работе были поставлены задачи: исследовать микроструктуру промышленных валков; исследовать влияние легирующих элементов на исходную структуру, термическую обработку и свойства заэвтектоидннх сталей типа I50XHM;

разработать состав заэвтектоидяой стали для литых валков горячей прокатки, обг-шечивающий более благоприятную для износостойкости однородную структуру;

разработать новый более экономичный режим термической обработки; внедрить в производство новый состав стали и режим термической обработки валков.

МАТЕРИАЛ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙ

Исследовали стали типа I50XHM лабораторной и промышленной выплавки.

Лабораторные стали выплавляли в 150 кг индукционной печи и разливали в кварцеглинистые формы. Получали отливки диаметром 60 и 120 им. Всего исследовано*17 лабораторных сталей. Химический, состав части из них приведен в таблице I.

Таблица I

Химический состав сталей лабораторной выплавки

плавок j Содеряание элементов, хасс.%

С Л A¿t Сх * Mo Ti

2 1,56 0,41 0,82 1,28 1,80 0,35 - 0,09

7 1,49 0,47 0,96 0,96 0,65 0,29 - 0,09

8 1,62 0,38 1,45 1,02 - 0,28 - -

10 1,62 1,28 1,49 1,65 0,62 0,30 - 0,11

и 1,53 1,34 0,69 1,08 0,91 0,11 -

15 1,44 0,37 0,71 1,14 1,01 0,12 0,37 0,08

16 1,46 0,34 0,67 1,16 1,05 0,14 - 0,035

17 1,53 1,20 0,54 1,9 0,96 0,14 0,21 0.C4I

Из промышленных сталей типа 150ХНМ исолодовали валки с диаметром бочки от 120 до 820 мм и массой от I до 7,8 г серийного производства СМЗ, опытные и серийные палки 1ШК я ¡."£1, а таклс опытные отливки диаметром 200 мм валковых сталей производства и китовый бандах производства японской iirpi.ni (тайл.2).

Макроструктуру сталей исследовали на вырезанных из отливок и валков образцах. Металлографические исследования выполнена на оптическом микроскопе "Нео-фот"» 1А>кроструктуру сталей последовали в

Таблица 2

Химический состав сталей промышлонноЭ выплавки

да | Марка Содержание элементов, масс. %

плавок; стали 1 с I 4 Р 1 Л и А{ ✓ Мс п

- ¡Опытная нтш 1,43! 0,017]0,037¡0,26 1 • 0,86 1,24,1,05 0,21 ! 0,26 -

10371 I ■ 1,511 0,03510,023 0,34 0,5411,07 1,04 - 0,20 0,073

20620 .Опытные 1,49 0,028 0,01410,47 0,69-11,18 0,99 0,15 0,20 3,08

10978 | 1,53 0,02610,031 0,50 0,68 1,051,09 - 0,15 -

11158 !ШС 1,45 0,023¡0,018 0,26 0,60 0,90)0,99 - 0,2С 0,04:

11188 1,68 0,017 0,038 0,40 0,76 1,оз:1,и - 0,18 0,07

2С674 1,55 0,02810,017 1,22 0,73 1,62; 1,ю 0,12 3,19 0,07

10960 1,48 0,019 0,022 1,20 1,03 2,06 0,92 - 0,22 0,08

21232 15СШШ, серийная Ш. 1,55 0,028 0,022 0,47 0,50 1,03;1,15 \ 0,18

— 150ХКМ, серийная СШ 1,55 0,035 0,035 0,37 0,67 1,9 ¡1,10 ! 1 1 0,15 0,25 *

— Бандажс валка, Япония 1,50 0,019 0,024 0,42 0,86 3,96)0,69 1 0,037 0,45 0,002

исходном литом состоянии и после термической обработки. Пра исследовании фазовых превращений широко использовали закалочно-структур-ный метод.

Мякроликвацшэ химически* элементов е природу фаз, образующихся ь эаэтектоядных валковых сталях, изучали с помощью оптического микроскопа с применением Различных способов избирательного травления, а такнз широко использовали рентгеноспсктральннй шкроанаялзатор "Камок!" и установку "Камебакс".

Износостойкость лабораторных сталей определяли на кольцевых образцах по схеме *ролик~ролт;и в условиях трения качения с проскальзыванием па испытательной машине СЩ-2.

Эксплуатационные испытаний н оценку стойкости опытных и сравнительных волков проводили на прокатных столах НТШ и МЖ по принятой иг. комбинатах мэтодике.

РАЗРАБОТКА СОСТАВА СТАД1 ДЛЯ ВАЛКОВ ГОРЯЧИ! ПРОШИ!

'Известно, что при кристаллизации сталей, б том числе и заэвток-токдвых, происходят доьдритная ликвация серы, ¿--осфора, углерода к легирующие олп>.:ентов. Образующаяся при затвердевании хи; кчосхая

м'крспеодаороиюать агалп суаоствонно злиязт на ев структуру и свойски :'лк э ¡гоходгом состоянии, так п лосло термической обработки.

Поэтому дли выяснения причины понпкопной стойкости валков необходимо было асслздовать их структуру.

Е'шоляешша ¡"¡следования структуры проааяалепинх валков 'лз стали 15GXH.M показали, что основной причиной низкой ззпосо- я термостойкости является мякронесщсродаоси» cxpyna-jpii я a троен но v-атргци пх рабочего слоя. Структура валков а рабочей слоо состоит ;:з ?.'лгкоП ^еррптноН матрицы и расположенных а ней сфоровдизирсван-ных вялачэпий а вторичного л ввтектоидясго цементита. Отмеченная микронеоднородность аырагазася з том, что.аа границах дендритных зотосЗ аустенпта наблюдаются сохранившиеся после терютаской сб-¡atící-Kii крупные участки (неродао и зиде сетки) ЭЕтектачвскпх кар-ила нарбзяяой ээтектаяя, сколе которых сохранялось большое ".элстостпо властгп вторичного цемзахита. Твердость aaouroreroímuo-t ог?_"п при этом сравнительно низка (2GÛ-3CQ ffii), ко вязкость прочность достаточно знсокпа; При эяоалртивп золкой наодяороа-::ссть их структуры и свсйстл ¡хЗ.условллтс? ¡юспшцощрлооть лзноса поверхностного слоя палка, Хормнрованао твердых ;<ар<3пд1шх листу-г.ов я ах эвкразтоэияе, образоэсшкэ трепа н сотки разгара, а, следовательно, ускоряй г ззяоэ zixsa, Ясэтсму одажл гэ сс.чоьтх нуггц тволлченея iisaoco- л тзрггссаойкостя валков является рогаояко проблемы ¡:о!'.ь-::си::л однородности гл структур*/.

кзстопщ-.-п parfoxe рассмотрен зсярос о хлмлчесхсй мароясодно» подлости, сор.1зук£!ойоя кр» кристаллизации птлввек п гл'лгов аг» яа-г.зто:;тснг.;:с;; стали тит 150ШМ.

Исслсдовацаямл макроструктуры дяборатергш: сталей тага X50XHW •■: разлх-пглм оодеркакяеи легарукетх эл-гтангез, опытных .ч сзря2шлс i-.a-'^ca прошеалешгого лрсяовоястза уотаяезлояо, îto яря у.регалли-'¡глпш cioml соэдзотся значительная девхратиая .тпгаесил .vap-гг.;пз, грога, аодкбхеаа а угдерогд. Б рззулыато mi inspifje^ra дс.-u--лг.нгх зетзей образуется янссяоуглсродястцЗ ауо*епвт' о д«шсаяиа ; >;;«•-[ксанкем марганца, хрома а !.;ол;:бдоиа. а за границах дотасД od¡>"'-': :;-ïc:i участки лчгарспсиясЗ кагсикиол спго:<т::кя. Пселе затзврдопа-

из пуотаивга на 35ра}ор.тп дендритных з.зхяей выделимся ;.;лсго -v0r;ri;¡Qr0 »дрб;гд2 D кпд;} пленки гго rparntn/iM лехзеЛ, р. та?.."-': т; » к^упкйх ::jsct:;i¡ (;:гл), pacr/дах or ьотоотэтооула удрбадоп а .-•лрбиАнзЯ пвтектг.'я ::а rpa-r.:mz хегзсЛ. В езрдцовяпах ;:оядг;пян>:

ветвей вторичного карбида (цементита) выделяется мало или он-совсем отсутствует. Следовательно,содержание здесь углерода в аустенпте значительно меньше, чем на периферии дендритных ветвей. Представлялось очень ваяла: добиться более однородной структуры валков. Исследования показали, что в значительной .мере ото достигается дополнительным легированием стали 150ХНМ кремнием. -

В ранее выполненных в Институте черной металлургии работах показано, что при кристаллизации сталей кремний ликвирует в периферийные участки дендритных ветвей е.вытесняет из них углерод. Углерод перемещается'в калокрйшетко сердцевины ветвей.В затвердевшей стали периферийные участки ветвей обогащены кремнием и обеднены углеродом. На основе этого было предположено, что подобное влияние кремния на ликвацию углерода моает иметь место п б стали 150ХНМ. Тогда при определенном содержании крем гая место добиться равномерного распределения углерода, предотвратить образование большого количества вторичного карбида па периферии дондрит-шос ветвей п участков карбидной эвтектики на границах ветве"-.

В настоящей работе впервые использовано влияние кремния на ыикролик»ащго углерода и формирование микроструктуры валковой стали 150ХНМ при её кристаллизации и термообработке.

Установлено, что уже при содержании кремния 1,2-1,4 % при кристаллизации валков эвтектические карбиды и карбидная эвтектика практически не образуются. Углерод довольно равномерно располагается по сечению дендритных ветвей аусг енита. После термической обработки включения вторичного карбида равномерно располагается по сечения дендритных ветвей и дендритов. Из-за наличия в стали 15СГО! таких карбидообразующих элементов как гром, • марганец и молибден графитизация стали с 1,2-1,4 % при кристаллизации и при термэ обработке но происходит.

Показано, что структуру и свойства стали типа 150ХНМ можно улучшить. такке путем её шкролегированкя титаном и ванадием. Поскольку и титан'п ванадий существейно измельчают зерно аустенпта и предотвращают его. рост даке при нагреве вплоть до П00-1200°С, то ухо при добавке 0,04-0,08 % Тс и 0,10-0,20 % I/ образуются мелкие зерна аустенпта, вдоль их границ выделяется тонкая сетка вторичного цементита (карбида), которая ли'термообработке легко дробится и превращается'в изолированные вкд»«ения карбида, ¡'роме того, титан в стали активно взаимодействует с растворенным в ней азотом, образуя мелкие очень твердые нитрида титана, в стали с хромом, титаном и ванадием образуются -прочнкч комплексные карбиды

(^ía)C а ( V, T¿ f Си )С, что такта способствует повыаеншэ износостойкости валков.

На основании полученных результатов из серии псследовалнш: сплавов было выбрано четыре сплава (й 14-17, см.табл.1), микроструктура которых наиболее отвечает требованиям, предъявляемым к микроструктуре валковых сталей, для проведения опытов пз разработке эффективного и экономичного реши термической обработки заэвтектопдных сталой для литых валкой горячей проката;»

НОВЫЙ РЕЖИМ ТЕРШЧЕСКСЯ ОБРАБОТКИ ПРСКАТПШС ВАЛКОВ

В работе дан анализ существующих реаимов термической обработки литых валков горячей прокатки пз сталей типа 150ШМ к предложен новый более экономичный и более эффективный реккм, обеспечиво-щпй получение валков с более высокой эксплуатационной стойкосты).

Новый регшм разработал в лабораторных условиях на образцах, вырезанных пз отливок лабораторных сплавов и промызлентп: валкоü серийного производства.

Известные многостадийные способы термообработки валков горячей прокатки пз сталей типа 150ХНМ направлены не только на дрос— ленче сетки н пластин заэвтектондяого цементита (карбида), но г на сфероидизащш эвтектопдного цементита. Для этого сталь после Ецсскотомяературтс. оталгов (850-1050°С) подвергают многсцккловр-му нагреву в интервале температур сире звтектопдного идя длительной вцдярхке (20-30 часов) нине точки Aj. Продолжительность зт~: режимов нередко превышает 150 часов. График рсхима, применяемого в промышленности приведен на рпс.1,а. После такой обработке структура стали в рабочем слоо валков состоит из мягаой ферритпоГ; матрицы и глобулярных включений в основном эвтектс.щшго пемектпти, на пзр>уэрии дендритных ветвей аустенита равноосныз зклгченгя вторичного цементита, сохранившиеся эвтектические карбпды к учзсткг; карбидной эвтектика;, ¡йгпая ^cppiiTr-u матрица обусловливает поч::-яенну» износостойкость валко;:.

Гаг.'работгшш.'й режим тегм.псской обработки валков из стглч'\ типа 150ХИ;.''направлен па дробление и о.$«ропдазздта сйтрт п плао-тин пторичннх карбидов и на получение в рабочем слое пчлчоч \-лт-рацы стал:! состоящей из тснкопласт-тпатпго перлита (см.гяс.Т.б).

Кон:;;', pes;": состоит в основном из двух стодхй: I стадгя - я--:-сокоте^ператугimil нагрев (до II(OcC), пидерзка 4 nica; г.гя ото.'.:

',,браууг.тг.л мелкие зерна аустонита и практически полностью растзо-ряятоя пластики и грубая сетка вторичного цементита; оглавление от ИОО°С ло 400~!50°С со скороотыэ 90-Ю0°С/ч; при этом лз аустонита по грзшшаы зерен аустенлта выделяется тополя сетка цементита, аустенгт частично или полностью превращается в тонкопластин-чатнЯ пзрлат: II стадия - нагрев от <100~150°С до 920°С со скоростью 50°С/ч, задержка 6 чассв; а образуючогся аустшгато с очень мелким зерном происходит дробление а сфороидизсдия сотки цементита; ох-лаадзипо со скорости) 150-160°С/ч до •Ю0-150°С( вндерака часа а охлаядзило па воздухе; при зтои аустенат полностьо превраиаот-ся п тснкопластпнчагай порллт 55 сапиалтся возплиихцаэ при ускоренной охгдл'лен.и'. термические напряжения. Микроструктура стал;; дспел-кителъно легкрсваиЕгой креишеы, ванадием а титаном яссло такой ос-раоотки cocto.it ¡:з топкспластинчатого перлита с равномерно- расдо-лохешшкп з ней рашоссжш гкдгодшмя вторичного цементита.

Ресультти псслпдсваш:?. зетяипя логкрукглх элементов на

структур:; газвте.'стсидньт: сшлей тнпа ЮОЖ.Ч при крлстал-ллзаздл тср.мическоя обработке позволили раксмеидовать для ггалкоп горячей прсяатка ¿ледуггезй состав стали, касс.£: углерод - 1,40-1,йО; шргакзи-0.50—«Э,80; времга.1 -1,20-1,40: хром-1,63-2,00; ни-кель-0,50-1,25; модд5г.*п-•),215-0.30; вакадяй-0,10-С|,20; тятан-0,0-5-0,03. На разработанный ссстал стяга получено ндторсксе свидетельство.

'/.сг.нтап'."!»." '..згстс^леншпс из £азрас<ст:-тс!; ет:'.лп

т«г.мос4гссотгццщ: ко :;о?.г.!-.?у режиму устансслсло, что их !<зно',.:)стг,.й-иость на СО-?. 5 £ чзнхоотоЛкоста обр-л?юг- тегмопсгййотякнпх ¡¡о vez.su-;, лг.пие:п яроишенчостп улп здраоойрасоткл валков ил с:ал;! 15СШ1Ы,

Лрзлс.л^п^.'.^'сетъ -/.¡гмэсбрао'от^! по ;гс:*с..г/ режиму более, чем з рага менте лп'-генле-моА по действуг.им технологиям.

r-as.au ге^-ооосаботкс, разра2сташгий зллко.% гсрлчей катга: из за^тектосталей типа 150X11." зл.;:;лен авторским сьйдегельгтьгм.

сгггсбоаиптк и ьн^^пе нслсгй с:;ссс^ игслжлствл рдлкс-2 горячен прскаггс!

Спгтно-игсюкямшсй спрсбсваш.е ; азрасогапяих составе» стал.! п т.ег.мичеекоС ейрайлха лрезелено ла .^шулу. массой ,:с I т

г.сдесспрскйтксго стаял -^¡етаглл^екого ..:отал.г,'рг.:чгекоп; комбинат.!. Лгглзава тол;:олсг;'.чи:ст1. коис-гг. слсеоСа произ-лдстна гилкоа

TS Sö Ja ?» Г5 iE» ffü

Tr

то

MS

eos ■

ЯРО

зоо

гы

IíT4viK'K re:*>":-i тсг'мчогчрё о5тП'5г-Т"? хгтнх ртл^ээ чз '?.">рп:г?»тг;тл!!кх д - rrc.vt.-ïRH';:';

горячей прокатки. Стойкость опытных валков в 1,3 рага выые стойкости серийных.

Новый способ производства внедрен на Магнитогорском металлургическом комбинате при изготовлении валков массой от 1,2 до 7,8 т и диаметром бочки до 820 им.

Проведено семь опытных плавок сталей типа 150ХНМ (см.табл.2). Изготозлеяо 47 опытных литых валков различного назначения. После термической обработки по новому режиму валки механически обрабатывались и эксплуатировались на непрерывно-заготовочных станах 630 и 530 и сортопрокатных станах 500,300-1, 300-2 и 300-3 ШК.

Исследования показали, что исходная структура валков, выплавленных из заэвтектоидной стали, содержащей ванадий, титан и повышенное содержание кремния характеризуется более мелкими, чем в стала 150ЙШ первичными зернами аустенита, тонкой цекентитной сеткой по границам дендритных ветвей. Практически отсутствуют участки карбидной эвтектики. Пластины (иглы) вторичного цементита довольно равномерно располагаются по всему сечению дендритных ветвей.

Микроструктура термообработанных опытных валков в рабочем слое состоит из равноосных кристаллов вторичного цементита, расположенных в тонкопластинчатом перлите.

Наиболее равномерное распределение сфероидизированных вторичных карбидов по сечению дендритных ветвей аустенита получено в валках с повышенным содержанием кремния (см.табл.2; плавки 20674, 10960). Структура металлической матрицы - тонкопластинчатнй перлит. Такую яо матрицу имеет и валковый бандаг (Япония).

Показано, что структура рабочего слоя валков, изготовленных предложенным способом соотьетствует требованиям СТП 101-26-86, Средышляемым к микроструктуре валков горячей прокатки.

Следует отметить, что и предложенный режим термообработки .обеспочиваот получение металлической матрицы со структурой тонкопластинчатого перлита только в поверхностном слое валка глубиной порядка 40 мм. Более глубокие слои и в этом случае охлаждаются сравнительно медленно й в матрице наряду с грубопластинчатым перлитом появляются участки с зернистым перлитом. Однако такая структура появляется уже за пределами рабочего слоя валков.

Для галксв больсого диаметра показана возможность сокращения . гродрджительноста юриоооработкн до 55-60 часов за счет увеличения скоростей нагрева и охлаждения валков на каждой стадии обработка. График уточненного режима термообработки валков представ-

лак на рас.1,в. При обработке валков по уточненному у,-;«.-

слоя со структурой тонкопластиячптого питлу,туло.т^ч^гаетсг.

Эксплуатаиионная стойкости и, особенно износ гггггтч:»::';« г-?-."!.м' пзготовлончнх -'¡о новоЯ технологии, п сполнее н::. 33 >" виг.' • « . свряшшх валков. Наиболее высекал вкся-^уатоняс-цк&я "о-г;--

чснд на валках, еоларгаяте 1,22 %;Ц , С. 12 •' >' г О.Сг :: . Спнтяио вална сохг.а лиг лучзее качество рябоч'л логх-то'Ч-.лгу, и. следовательно, ос-еспепиваат дтчгбч качество ияйчхпзст«' пг.ог--ТГ-. Подогвтолынй результат получен •:;<;; я; валчдх о г/ллкг;: г-очгс.; тате и не валках с вирозяиып кала?-г«).'.*. Однако г.алт&рокачгчо гг!.~г.; р»ко«зндуотсл изготовлять з ллтаги калк-к-лг.

:••■ ;: : : д

I. Установлено, что в лвтих валках горяча;; прска-лгл ,'э зеэ?,-тектоядней стали 150X30,! а результате л^уге.тас!: ,гмв~::тг. лягагуг--зах элементов А'<* , Я, Мв п углерода ссзкияся икачятг.пзлга ¡.г.г реяеоднородность з распределении касОняно?. .'гаэи. лар'^рх ; дечдритних ватвон аустенптп образуется ;:юго зтерн'ппп: карсйдс-. а в ыохяуветзаях - участка кароядао!? ззтекгяхл. Несхиогс:-:;: • расгродеяиш» карбидией -{оз.-; со>:то;-:.-;о?г..г; после,- 7ег;."нгс у г". раь'отк-' ,

В ьадаах териосбработйлггых не дрзгитол':1 в пгеигггеп-^'.-тг -ааиз »¿вроадизпроваи :;г только вторично. к:-. г. эгтеутоиги! аентиг', кеталлнчрекая иатраиг< - -{ерратнол. Пеоздоровк-о слс.тг:.-доленао карблдоь ^ерггтшл штсспа и квлт/тсп осног-нсГ. чрат." ■ но а пониаеяной износостойкости ла.г-т:.;.

¿аЛ!Г-оваш'.с стали 15СлЛ:.'. кг/ги;ае« '1,2-1-4 ЧУ лс;:;г--л"-: (алк устраняет) докдратнуг- ллкэанлп углерод.-:! 1: прглюгрк:»'"? оораэовливв ¡сароилмс-,. озтохтк/.г. ирл тсрмос£; 1боткс эллкг'З злается разноверное распределагл': равпсогтсс г.гкталлог- втер.г.-ггого кагллдс гс »сченге сеядплтаз, чтг- благоприятно злил с? к.". сзсГсты ва-гл-с

С. 1. рахкяг и:> залвтектэидней с?алл„ «пхпвхегягояяччг.? г»1)':":» даем " титане:.-, ?э»«.стча»?«-- зерно сугтснпта, о6".п.о"?"г^:ч уг.т;. -нит^лк к капоонитп'Ди татар-. кчгблл1-" (>•'••'* ^ - 7.'■

стал*-.' ?аг.г. гг'а-«- С,'

Л. Для датах валков горячей про: tant и из с толе il типа I50HÎM разработан новый эффективный pesaw термической обработки продод-¡лительпостьв до 60 часов вместо 120-150 часов при обработке ко действующ::.! прошалешшы технологиям.

5. Разработанные состав стали и режим термичэской обработки иааксв обеспечивают получение в рабочем слоо структуры, состоящей из равноосных кристаллов вторичного цеиентита, равномерно распределенных в износостойкой и прочной тонкопластинчатой перлитной иатргце.

6. Показано, что в вырезных калибрах валков сталь имеет структуру с участками зернистого перлита, ¡.инее благоприятные для износостойкости, чей з поверхностном слое. Juin эффективного использования разработанного реяиш целесообразно изготавливать валки

с .'uiTiiiui калибрами.

7. Анализ данных опсилуатациоипнх испытаний опытных валков показал, что их качестзо ¡¡¿so, чей серийных. Стойкость залков, изготовленных по разработанной технологии, в срочней на ¿Ю 't 5В20 стойкости сера;!ных валков,

Основное содержание диссертации ©публиковано ~д 'работах:

1. Малиночха Ш,, Титова Т.И,, Длтакненко Л.Л, Влияние добавок титана и азота на рост аустенатного зерна при нагреве хонст-рувдиошшх сталей // ¿¡аТОУ. 1286, - Л 5,- C.Z7-2л.

2. Способ термической обработки литых валков аз ааэвтектопд-::o!l стали: Л.сЛ257ЮЗ СССР, ¿КИ С21Д 9/38 / Я,Н,1*ц.<яочка, 2.С. Лучкин, ¡¿.А.О.-дхова, Н.^.Когьдвова, И.Д.Литваяенко и ду.^СОП?) // •Открытия. ¿Нсбретензя, I9SS, Уз 04. - С,67,

- 3. Одяхоэа У.А., Подуст Л.К., Лнтзкаенко Ю. а др. Иовышпие срока c.ryzûu прокатных еалков колесопрокатного стаяа КЖ< // ;«;-

ллур!-,!чîсt-ля переработка комплексных .хог.озных руд / Тзн.огр, сб.ин-та УралН&'чериет, - Саордгозсх, I9S5. - С.75-79,

4. Сталь: А,с.0510-16-, кл, С22С 33/50 / Я-Н.Ь'ллиночта, В.С.Луч-".А. Оллхоьа, П.Я.литвкненко л др. (СССР) // Открытия, Нзобре-

■гснвл. 1эй7. :;- 18. - с. г.

Г.. С;ш!Г.пгяко Л. А., Олахвва У.А., Ллтвнненко П.Л., Рыжков А.Г. 4:ir ' ¡-лг с<5;пзг.ы:кие з-литых хоггплехсно легированных валковых сталях// ¿атейвс-е срогзводстьо. I9SS. - - С.9-10.

6. Мзлииочка Я.H., Ллтвинонко Я.Л., Наумеюсо В.Д. к др. Новнй реши- тер.тачвскоЗ обработки прокятшк валиоз из заэпт»"; тоядной стали // Сталь. 1989. - ñ 5. - C.72-7Ï.

у

„,а/

/I

Пс1.-;п;:сауо к печати ¿З.ц.лг, .о-со? j0::c4/iu

гу'мго . --3. Почать о..сйтгсл. Уч.-.юд. -~.¿,C3. Усл. пс7!.л. 3 '.'ака f-0 oí:?, сак. **«58-i.

с20сзс, днеп^пссропок,

пл. Лгдд. Стпрод:, jora, i

Z2Kój, ^ппропатросс::,