автореферат диссертации по металлургии, 05.16.01, диссертация на тему:Разработка мероприятий по повышению качества прокатного инструмента станов холодной прокатки труб

Российская академия наук Институт металлургии и материаловедения им. А.А.Байкова

00305207'7

АНТОЩЕНКОВ АНДРЕЙ ЕВГЕНЬЕВИЧ ----

РАЗРАБОТКА МЕРОПРИЯТИЙ ПО ПОВЫШЕНИЮ КАЧЕСТВА ПРОКАТНОГО ИНСТРУМЕНТА СТАНОВ ХОЛОДНОЙ ПРОКАТКИ ТРУБ

05.16.01 - Металловедение и термическая обработка металлов

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Москва - 2007 г.

003052077

Работа выполнена на ОАО «Машиностроительный завод» г. Электросталь, Электростальском политехническом институте и Институте металлургии и материаловедения им. A.A. Байкова РАН

Научный руководитель: доктор технических наук,

профессор Блинов Виктор Михайлович

Официальные оппоненты:

доктор физико-математических наук,

профессор Капуткина Людмила Михайловна

доктор технических наук,

профессор Ушаков Борис Константинович

Ведущая организация: ГУП ФНПЦ «Прибор» г. Ногинск

Защита состоится «12» апреля 2007г. в 14 часов на заседании диссертационного Совета Д 002.060.01 в Институте металлургии и материаловедения им. A.A. Байкова РАН по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский проспект, 49.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Института металлургии и материаловедения им. A.A. Байкова РАН

Автореферат разослан «6» марта 2007 г.

Ученый секретарь диссертационного совета доктор технических наук, профессор

В.М.Блинов

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы

Цельнотянутые бесшовные тонкостенные трубы используются для изготовления деталей машин и оборудования ответственного назначения. К таким трубам предъявляются весьма жесткие требования по чистоте наружной и внутренней поверхности, геометрическим размерам, которые в свою очередь в значительной степени зависят от качества основных рабочих деталей станов холодной прокатки труб (XII I): роликов, оправок, направляющих планок.

В настоящее время прокатный инструмент станов ХПТ, используемых при производстве бесшовных тонкостенных труб, изготавливают из стандартных валковых ст. лей 90Х, 90ХФ, 90Х2МФ и др., а также из сталей близких к ним по составу 100Х, 100ХВГ, ШХ15. Широкое применение имеет шарикоподшипниковая сталь ШХ15, с повышенной чистотой по неметаллическим включениям, что способствует заметному увеличению контактной выносливости валков станов холодной прокатки листа, ленты, основных рабочих деталей станов ХПТ.

При использовании качественных заготовок стали ШХ15, в которых отсутствуют карбидная сетка, участки карбидной ликвации, резко выраженная карбидная полосчатость, а также при правильно проведенной термической обработке (закалке с низким отпуском на твердость 62 - 64 НЯС), указанные выше детали прокатных станов характеризуются, в большинстве случаев, удовлетворительной работоспособностью. Однако постоянное увеличение эксплуатационных параметров станов холодной прокатки и станов ХПТ, связанное с ростом производительности и увеличением контактных напряжений в очаге деформации до 2200-2600 МПа, требует повышения усталостной прочности и износостойкости валковых сталей.

Целью работы являлось изучение условий работы основных рабочих деталей станов ХПТ (роликов, оправок, направляющих планок), используемых при производстве тонкостенных труб из нержавеющих сталей и разработка мероприятий по повышению качества и работоспособности этих деталей.

Для достижения поставленной цели решались следующие основные задачи:

- анализ причин выхода из строя роликов, оправок, направляющих планок станов ХПТ, изготавливаемых из стали ШХ15;

- разработка рекомендаций по повышению качества прокатного инструмента;

- поиск и разработка новых высокоэффективных валковых сталей карбидного и ледебуритного классов;

- использование радиально-сдвиговой прокатки (РСП) для повышения качества металла валковых сталей ледебуритного класса;

- опытно-промышленное опробование новых сталей и технологий при производстве высококачественного прокатного инструмента.

Научная новизна

1. На основе анализа причин пониженной стойкости роликов, оправок направляющих линеек станов ХПТ из стали ШХ15 сформулированы основные требования к материалам, из которых изготавливаются указанные детали.

2. Установлена количественная зависимость между твердостью и пр (изводйтельностью основных рабочих деталей станов ХПТ.

3. Разработаны режимы термической обработки, позволяющие повысить твердость прокатного инструмента станов ХПТ из стали ШХ15 с 57-60 НЯС до 64- 66 НЯС. При этом производительность роликов возрастает в = 2 раза.

4. Установлено, что после высокого отпуска (680-700°С - 10-12 часов) предварительно отожженных по стандартному режиму горячекатаных заготовок стали LUX 15, в структуре отсутствуют участки пластинчатого перлита, что способствует повышению механических свойств изделий и контактной выносливости деталей станов ХПТ.

5. Показано, что замена перлитной стали ШХ15 на стали ледебуритного класса (160Х12М и Р6М5) позволяет дополнительно повысить производительность прокатного инструмента станов ХПТ.

6. Использование радиально-сдвиговой прокатки на больших углах позволяет сформировать в поверхностном рабочем слое валковых сталей ледебуритного класса структуру естественного композиционного материала: мартенситной матрицы (Hv=6000-75J0 МПа) с равномерно распределенными в ней дисперсными частицами легированных карбидов (Hv=l5000-32000 МПа).

7. Анализ природы и механизма образования «белой зоны» в поверхностном активном слое тяжелонагруженных рабочих валков станов холодной прокатки показал технико-экономическую целесообразность снятия их с эксплуатации до момента образования трещины на границе «белой зоны» и основного металла с последующим длительным низкотемпературным отпуском для снятия напряжений. При этом в активном рабочем слое валка сохраняется «белая зона», характеризующаяся исключительно высокой твердостью.

Практическая ценность

На основе анализа различных факторов, оказывающих влияние на качество основных рабочих деталей станов ХПТ (роликов, оправок, направляющих планок) разработана технология термической обработки этих изделий на твердость 64-66 HRC, позволяющая повысить их производительность в ~ 2 раза в условиях цеха Ks 42 ОАО «Машиностроительный завод» г. Электросталь.

Разработана технология бездеформационной закалки длинномерных изделий (оправок станов ХПТ) в штампах, исключающая горячую ручную правку, повышающая качество поверхности и снижающая припуск под окончательную шлифовку.

Показана целесообразность использования в качестве материала для изготовления прокатного инструмента станов ХПТ сталей ледебуритного класса (160Х12М, Р6М5 и др.)

Апробация работы

Основные результаты работы доложены на:

1. Всероссийской научно-технической конференции МГТУ им. Н.Э.Баумана, г. Москва, 14-15 апреля 2004 года.

2. IV Международном конгрессе «Машиностроительные технологии'04», Болгария, г. София, сентябрь 2004г.

3. Всероссийской научно-технической конференции «Состояние, проблемы и перспективы развития металлургии и обработки металлов давлением», МГВМИ, г. Москва, 21-22 ноября, 2006 года.

4. 7-ой Международной научно-технической конференции «Современные металлические материалы, технологии и их использование в технике» г. Санкт-Петербург, 10-11 октября, 2006г.

5. Первой международной конференции «Деформация и разрушение материалов», ИМет РАН г. Москва, 15 ноября 2006г.

Публикации

По теме диссертации опубликовано 13 работ.

Объем работы

Диссертация состоит из введения, 6 глав и выводов, изложена на страницах машинописного текста, содержит 56 рисунков, 29 таблиц и список литературы из 115 наименований.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность проблемы повышения работоспособности и качества прокатного инструмента станов ХПТ (рисунок 1), используемых для производства бесшовных тонкостенных труб специального назначения из нержавеющих сталей.

Рисунок 1 - Основные детали прокатного инструмента станов ХПТ: А - ролики; Б - опорные планки; В - оправки

Первая глава представляет аналитический (литературный) обзор перспективных направлений в создании высокоэффективных валковых сталей с учетом требований к материалам валков, роликов, оправок и других основных рабочих деталей станов холодной прокатки листа, ленты, станов ХПТ. На основании проведенного анализа литературных данных и требований конкретного производства (цех № 42 ОАО «МСЗ» г. Электросталь) сформулированы задачи данного исследования.

Во второй главе дано обоснование выбора материалов (сталей ШХ15, 160Х12М, Р6М5, ЭП-682-Ш) для решения поставленной задачи и изложены методы исследования, использованные в работе.

В связи с решением проблем производственного характера для проведения экспериментов был использован металл промышленных плавок ОАО «Металлургического завода Электросталь», основного поставщика заготовок дня производства деталей прокатного инструмента в цехе № 42 ОАО «Машиностроительный завод».

Химический состав исследуемых сталей ШХ15, 160Х12М, Р6М5 и ЭП-682-Ш промышленных плавок приведен в таблицах 1 -4.

Для термической обработки роликов, оправок и опорных плавок (рисунок 1) использовали оборудование (печь СН-б. 12.4/10) и приспособления (закалочные «корзины») цеха № 42 ОАО «МЗС», а также специально разработанную оснастку (кассеты и контейнеры для «безокислительного» нагрева) и печи ПН-15 с плотно закрывающимся загрузочным отверстием цеха испытаний ОТК завода «Электросталь». Точность регулирования температуры в указанных печах ±4+6°С (в интервале температур 300-950°С).

Таблица 1 - Химический состав образцов*' 10-ти промышленных плавок стали 111X15

№ плавки Содержание основных элементов н примеси, % вес.

С Si Мп S Р Cr Ni Си

ГОСТ 801-78 0,95 1,05 0,17 0,37 0,20 0,40 н.б. 0,020 н.б. 0,027 1,30 1,65 н.б. 0/30 н.б. 0,25

1 0,98 0,31 0,30 0,004 0,012 1,45 0,10 0,14

2 1,00 0,36 0,23 0,005 0,015 1,40 0,11 0,10

3 1,02 0,29 0,29 0,006 0,013 1,41 0,10 0,10

4 0,97 0,33 0,29 0,004 0,017 1,46 0,10 0,10

5 1,00 0,35 0,37 0,005 0,016 1,38 0,11 0,07

6 1,01 0,35 0,39 0,006 0,012 1,44 0,10 0,08

7 0,98 0,28 0,26 0,007 0,018 1,42 0,08 0,08

8 0,99 0,31 0,27 0,004 0,013 1,38 0,14 0,11

9 0,98 0,31 0,26 0,005 0,021 1,43 0,10 0,09

10 1,00 0,28 0,32 0,004 0,016 1,41 0,15 0,12

*' Содержание титана в плавках от 0,001 до 0,004%

Таблица 2 - Химический состав металла промышленных плавок стали 160Х12М, использованного для изготовления роликов и оправок и химический состав металла японского валка (сталь 11РЕ, аналог 160Х12М)

№ плавки (условн.) Содержание основных элементов и примесей, % вес.

С Si Мп Сг Мо V Ni Си

ГОСТ 5950-73 1,45 1,65 0,15 0,35 0,15 0,40 11,0 12,5 0,40 0,60 0,15 0,30 н.б. 0,35 н.б. 0,30

пл.1 0 9мм оправки 1,52 0,32 0,31 11,35 0,48 0,22 0,32 0,12

пл.2; 0 40мм ролики 1,56 0,29 0,30 11,05 0,51 0,21 0,30 0,11

Японский валок-0 50мм 1,51 - - 10,95 0,69 0,08 - -

Таблица 3 - Химический состав металла быстрорежущей стали Р6М5, используемого для

изготовления роликов

Плавка Содержание основных элементов, % вес.

ГОСТ С Si Мп Cr W Mo V Ni

ГОСТ 0,80 Н.б." н.б. 3,8 5,5 5,0 1,7 н.б.

19265-73 0,88 0,50 0,40 4,4 6,5 5,5 2,1 0,40

IL авкаДШ 12299 0,84 0,37 0,37 3,94 6,21 5,06 2,0 0,30

Металл электрошлакового переплава (плавка ДШ-12299) слиток 0320мм прокован и прокатан на заготовку 080мм, которая прошла радиально-сдвиговую прокатку на размер 040мм

Таблица 4 - Химический состав металла быстрорежущей стали ЭП-682-Ш, используемого дня изготовления роликов (плавка-1) и матриц штампов (плавка-2)

Плавка ТУ Содержание основных легирующих элементов, % вес.

С Si Мп Сг W Мо V Со Ni

ЧМТУ 1-331-68 1,15 1,30 н.б. 0,40 н.б. 0,50 3,8 4,5 12,0 13,5 2,0 2,5 3,0 3,5 9,5 10,5 н.б. 0,40

* Плавка-1 ролики 1,27 0,25 0,31 3,89 12,55 2,48 3,09 9,55 0,20

Плавка-2 матрицы 1,30 0,22 0,30 3,81 12,35 2,50 3,12 10,12 0,22

Металл плавки «2», предназначенный для изготовления матриц штампов прошбл радиальио-сдвиговую прокатку с 0 90мм на 0 60мм, после чего заготовка 0 60мм была прокована на сутунку сечением 30x60мм.

Низкий отпуск в интервале температур 100-300°С проводили в лабораторных печах; точность регулирования температуры ±2°С.

Нагрев под закалку роликов, оправок и линеек из быстрорежущих сталей Р6М5 и ЭП-682-Ш осуществляли в соляной ванне (BaCIj). Точность регулирования температуры закалки образцов и изделий из стали Р6М5 1220°±8°С. Для определения обезуглероживания на образцах свидетелях использовали две малых соляных ванны на температуры 200°С (состава 50% KNOj и 50% NaNOj) и 600°С (состава 50% NaNOj и 50% KN03).

Для изучения структурного состояния, комплекса физико-механических свойств, фазового состава, состояния поверхностного слоя изделий и образцов использовали следующие методы исследования и испытаний:

- металлографический анализ изделий и образцов, включая цветную металлографию, с использованием микроскопов NEOPHOT-32 и МИМ-8.

- метод просвечивающей электронной микроскопии с применением английского электронного микроскопа EM6G (ускоряющее напряжение ЮОкВ).

- для измерения твёрдости в качестве основного оборудования использовали прибор Рс ;велла с алмазным конусом при нагрузках 1500 Н и 600 Н, а также с индетором-стальным закаленным шариком диаметром 1/16" при нагрузке 1000 Н.

Твердость измеряли также на прессе Бринелля (индентер - стальной закалённый шарик 0 10 мм, нагрузка 30000 Н); приборах Виккерса (при нагрузке 10 Н) и ПМТ-3 (для измерения твёрдости микрообъёмов с различной структурой на металлографических шлифах).

- испытания на растяжения на стандартных 5-кратных («гагаринских») образцах диаметром 5мм и Змм, а также микрообразцах диаметром 2мм и 1,5мм. Испытания проводили на машине ИМ-12 с механическим силоизмерителем и масштабом деформации 100:1.

- ударную вязкость определяли на образцах с U-образным надрезом на копре МК-30 с максимальной энергией удара ЗООДж.

- оценку качества и состояния рабочих поверхностей роликов, оправок и опорных планок осуществляли с использованием металлографического микроскопа МИМ-8 и бинокулярного микроскопа МБС-9 при увеличениях х20, х60, хЮО и 250. Степень шероховатости (класс чистоты) поверхностей определяли на приборе «Tester-ЮОО» фирмы «Hommelwerke» (ФРГ).

- количество магнитной фазы в материале тонкостенных труб (сталь 12Х18Н10Т), образующейся в процессе холодной пластической деформации определяли на магнитометре конструкции ЭПИ МИСиС, помещая исследуемые образцы в цепь магнитопровода вторичной обмотки лабораторного трансформатора.

В третьей главе приводится анализ причин пониженной стойкости прокатного инструмента станов ХПТ, изготовленных из стали ШХ15.

Исследование поверхностных дефектов, образующихся в процессе изготовления и эксплуатации роликов, оправок, опорных планок показало:

1, Чистота поверхностей деталей прокатного инструмента после их изготовления соответствует 9-10 классу (К.а=0,2-0,1мкм). Однако на оправках в ряде случаев были обнаружены грубые вмятины («забоины» - рисунок 2-А), оставленные рнхтовочным инструментом в процессе горячен правки, после извлечения оправок из масляного бака при температуре 250-}00°С- По различным литературным данным темпер тура начала мартенситного превращения М„=200-245°С {при закалке с температур 820-860°С) Таким образом, ручная рихтовка начинается в тот момент, когда металл оправок представляет собой метасгабяльньгй аусгекиг с твердостью Н0=2000-2.500 МПа. Поэтому рихтовочный инструмен т должен быть из красной меди НВ=КОСЫ200 МПа, что не всегда соблюдается.

Рисунок 2 - Дефекты на поверхности прокатного инструмента из стали ШХ!5:

А - следы р их топочного инструмента (А и Б) на поверхности полностью готовой к работе оправки; Б - грубые риски на поверхности работавшей оправки, оставленные абразивными частицами, попавшими в смазку; В - выкрашивание поверхности ролика в процессе работы, н(; .кая контактная выносливость - следствие пониженной твердости

2. На поверхности оправок, отработавших свой ресурс, были обнаружены грубые риски, оставленные частицами абразива (рисунок 2-Б). В результате было рекомендовано снабдить систему смазки масляными фильтрами.

3. Характерным дефектом работающих оправок является кольцевая выработка глубиной несколько микрон на длине рабочей части - 10мм (так называемое «седло»). Эта выработка является следствием локального разогрева поверхности оправки до температур 300-350°С при проскальзывании по ней трубной заготовки ила из-за наличия на ней дефектов в виде утолщений. В эгтом месте твёрдость материала оправки резко снижается и появляется кольцевая выработка («седло»).

Устранить такой дефект можно только посредством перехода от низколегированной стали ШХ15 к высоколегированным теплоустойчивым сталям типа «XI2» или быстрорежущим.

4. Основным дефектом, приводящим к выходу из строя всех деталей прокатного инструмента, является выкрашивание металла на рабочей поверхности (рисунок 2-В). Причина - недостаточная контактная выносливость, что в свою очередь является следствием пониженной твёрдости (таблица 5).

Таблица 5 - Виды дефектов и причины выхода из строя прокатного инструмента

Наименование инструмента Вид дефекта Причина появления дефекта

Ролики 1. Износ цапф роликов. 2. Износ (выкрашивание) металла на рабочей поверхности(«ручье») роликов. 3. Разрушение цапф роликов. 1. Следствие пониженной твёрдости цапф и опорных планок. 2. Низкая контактная выносливость -следствие пониженной твёрдости металла роликов. 3. Очень низкая твёрдость металла роликов (54-56 НЯС).

Оправки 1. Грубые риски на поверхности готовой, но не работавшей оправки. 2. Локальный кольцевой износ на длине ~10мм («седло»). 3. Продольные риски с вмятинами после работы оправки. 4. Кривизна, превышающая допуск (0,2мм). 5. Выкрашивание поверхности. 1. Следы рихтовочного инструмента, появившиеся в процессе горячей правки. 2. Локальный разогрев поверхности оправки при проскальзывании по ней трубной заготовки. 3. Следы абразивных частиц, попавших в смазку. 4. Сильная поводка при закалке. Температура оправки вынутой из масла не более 100-120°С (надо 250-300°С). 5. Недостаточная контактная выносливость - следствие пониженной твёрдости.

Опорные планки 1. Занижение рабочего профиля. 2. Выкрашивание металла на рабочей поверхности («дорожке качения»). 1. Интенсивный износ металла вследствие остатков обезуглероженного слоя и пониженной твёрдости. 2. Пониженная контактная выносливость - результат пониженной твёрдости металла.

Чаще всего из строя выходят ролики станов ХПТ. Поэтому основное внимание в данной работе уделялось повышению работоспособности (стойкости) роликов.

На рисунке 3 представлено распределение твёрдости 47 роликов, изготовленных из стали ШХ15 в период с 2000 по 2002 год. Средняя твёрдость 58+2 НЯС значительно ниже твёрдости деталей шарикоподшипников 63±1 НЯС.

_ 0.40 £

Ткрдость ролкков, МКС

Р. сунок 3 - Значения твердости 47 роликов, изготовленных из стали ШХ15 за 3 кампании в период с 2000 по 2002 год по принятой в цехе № 42 ОАО «МСЗ» технологии

На рисунке 4 представлена зависимость твёрдости от максимального контактного напряжения (о,), обеспечивающего устойчивую работу валков холодной прокатки. Для устойчивой и прогнозируемой работы роликов станов ХПТ при контактных напряжениях 2400-2600 МПа необходима твёрдость более 64,5 НЯС. Сталь 12Х18Н10Т, из которой посредством холодной раскатки заготовок, изготавливают тонкостенные трубы, несмотря на низкую исходную твёрдость (НВ=1500 МПа) быстро упрочняется в процессе холодной пластической деформации за счет, наклёпа аустенита и образования мартенсита деформации (до 40%). При этом твёрдость возрастает до НВ=3500-4000 МПа. В результате контактные напряжения в очаге деформации по данным цеха № 42 достигают значений 2500 МПа.

Ролики (рисунок 3) были разбиты на три группы по уровню твёрдости и для каждой такой группы были рассчитаны средняя твёрдость и производительность (количество прокатных труб в метрах). Результаты, представленные на рисунке 5, показывают:

1. Производительность роликов от величины их твердости (рисунок 5) аналогична зависимости контактной выносливости от твёрдости (рисунок 4).

2. Повышение твёрдости до среднего его значения у шарикоподшипников (63 НИС) позволит в - 2 раза повысить производительность роликов станов ХПТ, изготовленных из стали ШХ15.

Твердость. НЯС

Рисунок 4 - Влияние твердости образцов из валковой стали 90Х на максимальное контактное напряжение, обеспечивающее нх устойчивую работоспособность (данные В.П.Полухина)

Рисунок 5 - Зависимость производительности исследованных роликов из стали ШХ15

от их твердости

' Исследования показали, что основными причинами пониженной твёрдости деталей прокатного инструмента станов ХПТ являются:

1. Неудовлетворительная закаливаемость роликов из стали ШХ15.

2. Завышенная температура отпуска (180-200°С); в то время как для деталей шарикоподшипников отпуск производят при 140-160°С.

3. Наличие у полностью готовых к эксплуатации изделий остатков обезуглероженного слоя, не удаленных полностью при финишном шлифовании.

Пониженная закаливаемость образцов и изделий из стали ШХ15 при закалке их в масле отмечается как отечественными, так и зарубежными исследователями. Так, японские ученые, получив, посредством многократного электронно-лучевого переплава, исключительно чистую по неметаллическим включениям шарикоподшипниковую сталь, обнаружили, что в процессе работы подшипников, изготовленных из такой стали, разрушение начинается по микрообъёмам с бейнитной структурой, обладающих более низкой твёрдостью (45-50 НЯС) по сравнению с основной массой мартенсита (6364 НЯС).

В цехе Х° 42 ОАО «Машиностроительного завода» для нагрева и закалки в масле ролики помещают в «корзины», представляющие собой металлические коробки с отверстиями в стенах и днище. Это в значительной степени затрудняет циркуляцию масла вокруг роликов, которые уложены практически вплотную друг к другу на дне «корзины».

Анализ диаграммы изотермического распада аустенита стали ШХ15 (рисунок 6) показывает, что при закалке в масле как минимум два фактора способствуют снижению твёрдости: 1- прохождение через область, где из аустенита выделяются вторичные карбиды «А-»К» - рисунок 6 и 2 - частичное бейнитное превращение из-за того, что при закалке в масле скорость охлаждения оказывается меньше критической (рисунок 6).

Рисунок 6 - Диаграммы изотермического распада аустенита (начало распада) сталей ШХ15 и ШХ15СГ; схема скоростей охлаждения при закалке в масле и «через воду в масло» (А.А.Попов и Л.Е.Попова)

Завышенная температура отпуска 180-200°С способствует дополнительному снижению твёрдости. На рисунке 7 предоставлена зависимость твёрдости от температуры отпуска образцов стали 111X15, закаленных на различную твёрдость. При некачественной закалке с отпуском при 180-200°С твёрдость составляет 57,5-60,0 НЯС (рисунок 7 -заштрихованная область), что полностью соответствует распределению твердости роликов це-а № 42 на рисунке 3 (56-60 НЯС). Правильно проведённая закалка и отпуск при 140-160°С позволяют получить твёрдость 62,5-65,5 НЯС, т.е. твёрдость близкую из твёрдости деталей шарикоподшипников (62-64 НЯС).

■о

101 101 ю' 101

Время, секунды

120 160 200 240 280

Температур* отпуска, °С

Рисунок 7 - Изменение твердости в процессе отпуска стали ШХ15 закаленной на различную твердость (данные В.М.Дорошша)

В четвертой главе представлена новая технология, позволяющая повысить качество прокатного инструмента из стали 111X15.

Из рисунков 3 и 4 следует, что основным показателем качества прокатного инструмента является твердость. Данные торцевой закалки образцов стали LUX 15 показывает, что твердость изделий из этой марки после достаточно резкого охлаждения в процессе закалки может достигать 68,5 HRC. Поэтому в данной работе была поставлена задача - в максимальной степени реализовать потенциальные возможности стали LLLX15. В связи с этим были устранены такие «побочные» факторы как:

1. Пониженная скорость охлаждения роликов, помещенных в корзины;

2. Остатки обезуглероженного слоя на поверхности полностью готовых к эксплуатации изделий. '

Для этого ролики фиксировали в кассетах, оставляющих свободными при охлаждении в масле рабочие поверхности ручья и цапф. Кассеты для нагрева помещали в контейнеры, имеющие специальные камеры, заполняемые смесью чугунной стружки и древесного угля. В ре ультате обезуглероженный слой на поверхности роликов из стали ШХ15 отсутствовал, в то время как при нагреве в корзинах в печи СНЗ-6.12.4/10 он составлял 0,20 - 0,35 мм, а в ПН-15-0,05- 0,10 мм.

Применение кассет и контейнеров позволило получить стабильные значения твердости 65-ь66 HRC.

В таблице б приведены данные по твердости закаленных в масле образцов 10-ти промышленных плавок стали LUX 15 (состав приведен в таблице 1). Образцы проходили обычную закалку с нагревом в печах ПН-15, при которой в закалочный бак сбрасывали сразу все образцы. После измерения твердости поверхность образцов шлифовали для удаления обезуглероженного слоя и проводили повторное измерение твердости. Вторую партию образцов тех же плавок закаливали поштучно, обеспечивая тем самым одинаковое и достаточно интенсивное омывание маслом их поверхности. Последний вариант (см. таблицу 6) показал самую высокую твердость при минимальном разбросе ее значений Д HRC=1,5.

Таблица 6 - Твердость стали ШХ15 10-ти промышленных плавок после стандартной и раздельной закалки образцов (от каждой плавки отбирали по 5 образцов)

№ плавки усл. Твердость HRC стандартная закалка HRC после шлифовки ня 03 мм HRC после раздельной закалки и шлифовки

1 62.0-64.5 63.5-64.4 65.5-66.0

2 63.0-64.0 64.0-64.5 65.5-66.0

. 3 60.5-63.5 63.0-64.0 65.0-66.0

4 62.0-63.5 64.0-64.5 65.0-66.5

5 62.5-64.5 64.0-64.5 66.0-66.5

6 63.'5-65.0 64.5-65.0 65.5-66.0

7 63.5-64.5 64.0-64.5 65.0-66.5

8 63.5-64.0 63.5-64.5 65.0-65.5

9 64.0-64.5 64.0-64.5 65.0-66.0

10 63.0-64.5 64.0-64.5 65.0-66.0

min и max значения HRCno 10-ти плавкам 60.5-65.0 Д= 4.5 63.0-65.0 Д=2.0 65.0-66.5 Д=1.5

Так как на прокаливаемость стали ШХ15 кроме основного легирующего элемента хрома оказывают влияние постоянные примеси кремний и марганец, а также случайные, и, прежде всего никель н медь, было изучено влияние суммарного содержания этих элементов на закаливаемость стали ШХ15. Из 10-тн промышленных плавок, состав которых представлен в таблице 1, были отобраны пять значительно отличающихся по содержанию суммарного количества хрома, марганца, кремния и остаточного никеля (таблица 7).

Таблица 7 - Твердость после закалки, содержание легирующих элементов и суммарное содержание основных примесей, влияющих на прокаливаемость

Содержание основных легирующих элементов и примесей, % CH-Mn+Ni+Si Твердость после закалки HRC

С Cr Мп Si Ni

1.00 1.38 0.37 0.35 0.11 2.21 66.0-67.0

0.98 1.45 0.30 0.31 0.10 2.16 65.5-66.0

0.98 1.43 0.26 0.31 0.10 2.10 65.5-66.0

1.00 1.40 0.23 0.36 0.11 2.10 65.0-66.0

1.02 1.41 0.29 0.29 0.10 2.09 64.5-65.0

Сталь ШХ15 0.95 1.05 1.30 1.65 0.20 0.40 0.17 0.37 н.б. 0.30 min 1.67 max 2.42 min 65.5'' max 68.5

Сталь ШХ15СГ 0.95 1.05 1.30 1.65 - 0.90 1.20 0.40 . 0.65 н.б 0.30 min 2.60 max 3.50 min 65.0*' max 67.5

''Справочные данные торцевой закалки

Сопоставление твердости закаленных по принятой технологии образцов с их химическим составом показало устойчивую тенденцию к росту твердости по мере увеличения суммарного количества Сг, 51, Мп, №.

С учетом данных, приведенных в таблице 7 и диаграмм изотермического распада стали ШХ15 и ШХ15СГ (рисунок 6) было рекомендовано изготавливать детали прокатного инструмента из марки ШХ15СГ. В этом случае даже при содержании суммарного содержания хрома, марганца, кремния и никеля на нижнем пределе марочного состава (£-- 2,60%) согласно данным таблицы 7 будут обеспечены устойчивые значения твердости 65-^-66 НЛС. Это позволит, используя зависимость стойкости роликов от твердости (рисунок 5), прогнозировать выход их из строя и заменять прежде, чем будет обнаружен брак тонкостенных труб по поверхностным дефектам.

Для получения максимальной твердости изделий из стали ШХ15 была опробована закалка «через воду в масло»: охлаждение с температуры закалки в воде до 300-350°С с последующим переносом изделий в масло (см. рисунок 6).В этом случае устраняется возможность прохождения через область «А-»К» и бейнитное превращение (рисунок 6).

В таблице 8 приведены значения твердости образцов, по форме и размерам соответствующим роликам (рисунок 1 - А), и обработанным по различным режимам, включая твердость серийных роликов цеха № 42 ОАО «МСЗ» (таблица 8 - режим 1). Нагрев по-. закалку производили в печах ПН-15, что обеспечивало минимальное обезуглероживание (не более 0,05 мм). Перед измерением твердости производили шлифовку поверхности на глубину 0,10- 0,15 мм, что гарантировало отсутствие обезуглероженного слоя. Наилучшие результаты (НЯС=66,5-67,0) получены после закалки в кассетах с 860°С «через воду в масло», обработки холодом (-70° С) и низкого отпуска 140° — 2 часа (режим 6 - таблица 8).

Таблица 8 - Твердость роликов из стали ШХ 15 после термической обработки по различным режимам

№ режима термич. обраб. Режим термической обработки Твердость HRC

1 850и- 50 мин.- масло + 200и- 6 часов - воздух режим цеха № 42 ОАО «МСЗ» 57.0-60.0

2 860й- 45 мин.- масло + 180и- 2 часа - воздух закалка в кассетах 63.0-64.0

3 860"- 45 мин. - охлаждение «через воду в масло» закалка в кассетах 66.0-66.5

4 860"- 45 мин. - «через воду в масло» + 160й-2 часа - воздух закалка в кассетах 65.0-65.5

5 860й- 45 мин. - «через воду в масло» + (-70") -2 часа - воздух закалка в кассетах 67.5-68.0

6 860и- 45 мин. - «через воду в масло» + (-70") -2 часа -воздух + 140°- 2 часа - воздух (закалка в кассетах) 66.5-67.0

В работе изучена также возможность получения максимальной твердости на образцах стали 90ХС, являющейся типичным представителем валковых сталей перлитного класса. Для проведения эксперимента был отобран металл плавки с содержанием углерода на верхнем пределе марочного состава (таблица 9).

Таблица 9 - Химический состав исследуемой стали 90ХС (марочный и плавочный составы)

Плавка Содержание легирующих элементов н примесей, % вес.

ГОСТ С Si Мп Cr V Си Ni

ГОСТ 0.85 1.20 0.30 0.95 н.б. н.б. н.б

5950-73 0.95 1.60 0.60 1.25 0.15 - 0.30 0.35

Плавка 0.94 1.51 0.42 1.22 0.08 0.12 0.10

усл.1

Новая технология упрочняющей термической обработки включала:

1. Предварительную подготовку структуры посредством закалки в масле с температуры 890°С (Арт+10°) и среднего отпуска при 450 С. Такая термическая обработка переводит весь углерод в дисперсные карбиды.

2. Окончательную закалку с ускоренным нагревом, которая позволяет сформировать мелкозернистую аустенитную структуру с неоднородной концентрацией углерода. Указанные особенности такой структуры наследуются мартенситом закалки, способствуя, по данным работ И.Н.Кидина, повышению твердости на 2-3 единицы НИС.

3. Наиболее полное превращение остаточного аустенита в мартенсит достигается посредством многократной (циклической) обработки холодом в сочетании с низким отпуском при 100 -120°С, в процессе которого в высокоуглеродистом мартенсите образуются нанонеоднородности типа углеродных кластеров, отмеченные в работах И.И.Новикова. При этом твердость дополнительно повышается на 1-2 единицы НЯС.

В таблице 10 приведены режимы термической обработки образцов стали 90ХС (плшша 9), позволяющие получить твердость 69,0 НЯС.

Таблица 10 - Влияние новых режимов предварительной и окончательной термической обработки и известного способа получения валков холодной прокатки. Авт. свид. № 1360209 на твердость валковой стали 90ХС

№ режи ма Предварительная термическая обработка (подготовка структуры к окончательной обработке) Окончательная термическая обработка Твердость HRC

закалка с ускоренным нагревом циклическая обработка холодом + низкий _ отпуск

1 860иС- масло + 450"С - 3 часа; воздух 890иС -масло (-70"С - 2 часа; воздух + 100°С - 2 часа)- 3 раза 67.5-68.0

2 880иС - масло + 450иС - 3 часа; воздух 890°С -масло (-70°С - 2 часа; воздух + 100°С - 2 часа)- 3 раза 68.5-69.0

3 890иС - масло + 450°С -3 часа; воздух 890°С -масло (-70иС - 2 часа; воздух + 100°С - 2 часа)- 3 раза 68.5-69.0

4 880иС - масло + 400"С - 3 часа; воздух 890иС -масло (-70"С - 2 часа; воздух + 100°С - 2 часа)- 3 раза 68.0-68.5

5 880°С - масло +450°С -Зчаса; воздух 880°С -через воду в масло (-70°С - 2 часа; воздух + 100°С - 2 часа)- 3 раза 68.5-69.5

6 865°С - масло + 680°С - 2 часа. Известный способ (Акт. свид. №1360209 «Способ получения валков холодной прокатки») нагрев ТВЧ 900 С - вода (- 40°С) - 2 часа воздух + 120°С - 2 часа + (-50 С)-2 часа воздух + 125°С - 2 часа 66.0

По результатам данного исследования подготовлена заявка на выдачу патента на изобретение.

Опробование в производственных условиях роликов из стали ШХ15, термически обработанных на твердость 66,5- 67,0 НИ.С показало, что стойкость таких роликов находится на уровне лучших серийных роликов (рисунок 5), а их выход из строя связан со скалыванием цапф. При этом износ (выкрашивание) на поверхности цапф и ручья роликов отсутствовал (подтверждено актом испытаний).

Скалывание цапф происходило в месте перехода цапфы в корпус ролика (рисунок 1-А). В этом месте поверхность не прошлифовывалась из-за нарушений технологии механической обработки (не учитывался «отжим» резца при токарной обработке и износ

абразивного круга при финишном шлифовании). В результате в месте максимальной концентрации напряжений чистота поверхности составила УЗ (Яа= 8,0 мкм) и разрушение происходило по грубым рискам, оставленным токарным резцом.

В целях устранения таких дефектов оправок как «кривизна» (таблица 5) и «забоины» (рисунок 2-А) была опробована закалка их в штампах. При этом охлаждение оправок в масле с температуры закалки проводили до 250-300°С (масло на поверхности извлеченных из закалочного бака оправок дымилось, не вспыхивая), а затем закладывали в треугольный вырез штампа и прижимали сверху плоской крышкой. В результате в момент протекания мартенситного превращения оправка в, штампе фиксировалась по трем образующим цилиндрической поверхности. Скорость охлаждения в штампе была выше по сравнению со скоростью охлаждения в процессе рихтовки. Кроме того, ее можно увеличить, обдувая сжатым воздухом штамп с заложенными в него оправками. В результате после закалки в штампе твердость оправок диаметром 6,9 мм вполне приемлема и составляет 64-65 НЯС. Но главное стрела прогиба на длине оправки 305 мм менее 0,05 мм при отсутствии грубых дефектов на ее рабочей поверхности (рисунок 1-В). Это позволяет существенно снизить припуск под шлифовку.

Пятая глава посвящена изучению причин, оказывающих влияние на пластичность и вязкость стали ШХ 15 на различных этапах технологической схемы производства заготовок и зделий. Высокая твердость роликов, оправок и других изделий из стали ШХ-15 приводит к снижению пластичности и вязкости (рисунок 8). В связи с этим проведен анализ факторов, определяющих структурное состояние и комплекс механических свойств в стали ШХ15.

0.02!-•

59 60 61 62 63 64 65 66 67

Тмрмсп р-инпч. НИС

Рисунок 8 - Взаимосвязь твердости и ударной вязкости стали ШХ15 после закалки и низкого отпуска (металл 5-ти промышленных плавок)

Металлографический анализ металла сортовых заготовок стали ШХ15 (производство ОАО «Металлургический завод «Электросталь») показал минимальную загрязненность неметаллическими включениями и полное отсутствие карбидной сетки. При этом в металле были обнаружены следующие аномальные структурные образования:

1. Строчечные скопления карбидов в местах ликвации углерода и хрома преимущественно в центральной зоне заготовок (рисунок 9);

2. В ряде случаев отдельные участки (остатки) ^пластинчатого перлита (рисунок 10-А);

А Б

Рисунок 10 - А ■ остатки пластинчатого перлита (8 балл ГОСТ 1435-99) в сортовой заготовке стали ШХ15, прошедшей сфероид из нругощнй отжиг; Б - трещина образовавшаяся при холодной пластической деформации (трещина проходит по границам раздела ферритных и

цементитньгх пластик)

3, Электронная микроскопия (метод фольг) позволила обнаружить п заготовках, прошедших качественный сфероид изнрутощий отжиг (рисунок IЕ -А - участки пластинчатого перлита отсутствовали), мелкие игольчатые карбиды (рисунок 11-Б), которые металлографическим анализом не обнаруживаются (рисунок 11 -Л),

Игольчатые карбиды образуются при резком охлаждении сортовых заготовок сгали 111X15 с температуры сфероидизирующего отжига 780-800°С до 5 50-600°С в воде и далее па во духе. Эта обработка препятствует образованию [акого серьезного дефекта кцк карбидная сетка.

Микрообъемы со строчечными скоплениями карбидных частиц характеризуются повышенной твердостью (Hv5t!=24S0 МПа при твердости основного металла Hv,0=2J10 МПа) и пониженной пластичностью. В процессе холодной пласт» ческой деформации под воздействием растягивающих напряжений в местах скопления карбидов образуются микротрещины, которые не получают развитие в металла, отожженном на зернистый цементит. Однако в присутствии учйслетя пластинчатого перлита микронапрыны развиваются в макротрещины, проходящие по границам раздела ферритных и цементитных пластин (рисунок ] 0-Б).

Для оценки влияния каждого нз трех вышеуказанных факторов на технологическую пластичность стали ШХ15 из сортовых заготовок, прошедших сфероидизирующий отжиг, были изготовлены образны сечением 10x30 мм длиной 150- 180 мм, которые прокатывали в ваяках стана ДУО-25С, последовательно наращивая обжатие (степень деформации) с интервалом ~5 %.

Рисунок 11 - Структура стали 111X15: А и Б - после сфероидизирующего отжига; В - поел-; сферо идиз и ру ющего отжига и дополнительного высокого отпуска по режиму = 680 С - 12 часов; А - металлографический анализ (3 балл - ГОСТ 1435-99) БиВ-электронная микроскопия (метод фольг)

На образцах, в структуре которых присутствовалн остатки пластинчатого перлита (рисунок 10-А) трещины на поверхности образовывались уже при степени деформации 5%. В металле, в котором участке пластинчатого перлита отсутствовали (рисунок 11-А), но имелись игольчатые карбиды (рисунок 11-Б), трещины начинали образовываться при степени деформации -50 %.

Для устранения остатков пластинчатого перлита и игольчатых карбидов 3-ю партию образцов перед прокаткой подвергли высокому отпуску по режиму 680°- 12 часов (рисунок П-В). При прокатке этих образцов со степенью деформации 75 % трещин не обнаружили.

Таким образом, при производстве заготовок стали ШХ15, предназначенных для изготовления прокатного инструмента высокой твердости, рекомендовано проводить ковку слитков с длительным нагревом (томлением) при 1150 -1180сС с целью максимального растворения участков карбидной ликвации (рисунок 9). Непосредственно перед изготовлением изделий производить высокий отпуск заготовок по режиму 680- 700°С в течение 10-12 часов. Указанные мероприятия позволят в сочетании с качественной шлифовкой рабочих поверхностей роликов, оправок опорных плавок в максимально возможной степени повысить вязкость и трещиноусгойчнвость металла изделий.

В шестой главе приводятся результаты опробования в качестве материала для детален станов ХПТ и тяжело нагруженных штампов отечественных сталей ледебуриткого класса: 160Х12М (аналог японской валковой стали RFE), быстрорежущих Р6М5 (аналог стали M1Q-США), ЭП-682- Ш (аналог стали ДМЮ- SUPRA- ФРГ)-

На рисунке 12 приведены результаты испытаний производственных роликов из сталей 160Х12М, 1'6М5 и ЭП-682-Ш. Ролики из стали 160Х12М показали устойчивые значения твердости (62 ± 0,5 HRC) и производительности (-1100 метров труб) - рисунок 12. Однако производительность роликов из стали 160Х12М несколько ниже уровня, определяемого их твердостью (рисунок !2), По-видимому, это связано с присутствием в структуре стали 160Х12М относительно крупных угловатых карбидов (рисунок 13-А), которые, играя роль хрупких неметаллических включений, снижают контактную выносливость металла.

Рисунок 12 - Взаимосвязь твердости и производительности роликов из сталей ШХ15,160Х12М, Р6М5 и ЭП-682Ш

х 1000 х 1000

А Б

Рисунок 13 - А - сталь 160Х12М (продольная прокатка);

Б - сталь Р6М5 (радиально-сдвиговая прокатка) расстояние от поверхности заготовки 10 мм

Совершенно иная картина наблюдается для роликов из быстрорежущей стали Р6М5. Заготовка этой стали на последнем этапе производства прошла прокатку на стане радиально-сдвиговой прокатки (РСП) конструкции МИСиС. В процессе РСП произошло измельчением первичных карбидов, которые приняли округлую форму, острые углы отсутствовали (рисунок 13-Б). Благодаря такому структурному состоянию и высокой твердости карбидной фазы (Ну= 15000+32000 МПа) производительность роликов резко возросла и составила -2000 метров труб (рисунок 12), что в -3 раза превосходит среднюю производительность роликов из стали ШХ15 700-750 метров труб (рисунок 12).

Крайне низкая стойкость роликов из стали ЭП-682-Ш (рисунок 12) объясняется образованием на рабочих поверхностях при шлифовании кругами из АЬО] шлифовочных трещин. Сталь ЭП-682-Ш содержит более 3% ванадия (таблица 4), образующего карбид (Ну=32000 МПа). Поэтому шлифование изделий из этой стали следует производить кругами

из эльбора (Ну= 60000 МПа). Шлифовальные круги из А1203 (Ну= 22000 МПа) для этих целей не пригодны. Это обстоятельство было учтено при изготовлении матриц штампов, предназначенных для завапьцовывания тонкостенных труб из циркония.

Матрицы таких штампов работают в тяжелых условиях на износ и истирание. При выполнении большого по объему Государственного заказа инструментальный цех ОАО «МСЗ» был не в состоянии обеспечить основное производство матрицами из стали ШХ15 с твердостью 61 -62 НЯС. Эти матрицы, крайне сложные в изготовлении, очень быстро выходили из строя вследствие истирания рабочей поверхности. Переход со стали ШХ15 на ЭП-682-Ш с твердостью 68 НЯС позволил резко в -5 раз сократить количество изготавливаемых матриц. После выработки ресурса на матрицах, из стали ЭП-682-Ш снятых со стенда, износа не обнаружено, что подтверждено актом испытаний.

Анализ литературных данных по механизму выкрашивания рабочей поверхности раоочих валков листопрокатных станов, роликов станов ХПТ и других деталей машин и механизмов, работающих в условиях больших контактных напряжений, показывает, что в первоначальный момент в поверхностном слое образуется тонкая, слаботравящаяся зона -«белая зона». Твердость металла белой зоны (Ну=10000-11000 МПа) существенно превосходит твердость основного металла валка (Ну<8000). Такое возможно только при превращении остаточного аустенита в мартенсит деформации в тонком поверхностном слое и образованию в нем сжимающих напряжений. В результате на границе «белой зоны» и основного металла («темной зоны») возникает очень большой градиент напряжений, который приводит к образованию продольных тангенциальных трещин и отслоению «белой зоны». После этого довольно быстро в «белой зоне» развиваются радиальные трещины и происходит постепенное выкрашивание частиц металла «белой зоны» (рисунок 2-В). Далее следует перешлифовка валков с удалением «белой зоны».

Предлагается определить с помощью методов неразрушающего контроля время формирования в полном объеме «белой зоны» в поверхностном слое валков и снятие их с эксплуатации до момента образования первой продольной трещины. После этого валки следует подвергнуть длительному низкотемпературному отпуску, при котором напряжения на границе «белой зоны» и основного металла валка в значительной степени релаксируют и эксплуатация валка без перешлифовки может быть продолжена. При этом «белая зона», характеризующаяся сжимающими напряжениями и обладающая исключительно высокой твердостью, обеспечит существенное повышение износостойкости поверхностного слоя валка и увеличение его работоспособности.

Выводы

1. Проведен анализ причин пониженной эксплуатационной стойкости основных рабочих деталей (роликов, оправок, опорных планок) станов ХПТ, предназначенных для производства тонкостенных труб ответственного назначения из нержавеющей стали 12Х18Н10Т и ее аналогов.

2. Показано, что производительность обжимных роликов, изготовленных из стали ШХ15, находятся в прямопропорциональной зависимости от их твердости.

Принятая в цехе № 42 ОАО «МСЗ» технология производства прокатного инструмента и используемая при этом оснастка не позволяют в полной мере реализовать потенциальные возможности стали ШХ15. Так твердость роликов, оправок, опорных планок из стали ШХ15 значительно ниже справочных данных 63,0-64,0 НЯС и колеблется в широком интервале от 54,0 до 60,0 НИС.

3. Разработана новая технология производства, сконструированы, изготовлены и опробованы в производственных условиях образцы оснастки, позволяющие, исключив обезуглероживание поверхностного слоя, получать на реальных издблиях (роликах) из стали ШХ 15 твердость 66-67 НЯС.

4. С использованием новых технологических приемов: предварительной подготовки структуры, закалки с температуры Аст+10°С, циклической обработки холодом на образцах валковой стали 90ХС получена твердость 68,5-69,0 НЛС.

5. Результаты исследования структурного состояния и измерения микротвердости сортовых заготовок стали ШХ15, предназначенных для изготовления прокатного инструмента станов ХПТ позволили установить наличие аномальных структурных образований, способствующих охрупчиванию металла в изделиях и снижению его технологической пластичности.

6. Кроме неметаллических включений при отсутствии такого дефекта как карбидная сетка было установлено наличие в структуре исходных сортовых заготовок стали ШХ15, прошедших стандартный сфероидизирующий отжиг, 3-х типов аномальных образований:

Областей с повышенной плотностью карбидных частиц в местах ликвации хрома и углерода в металле слитка, которые приводят к заметной анизотропии пластичности и являются местами зарождения трещин при холодной пластической деформации.

Отдельные участки грубо-пластинчатого перлита, оставшиеся после некачественного сфероидизирующего отжига, по которым вдоль цемеититных пластин распространяются макротрещины.

Микрообъемы с игольчатыми дисперсными карбидами, ускоряющими зарождение микротрещин. Эти карбиды располагаются в металле, прошедшем качественный сфероидизирующий отжиг, и обнаруживаются только посредством электронной микроскопии (метод фольг).

7. Показано, что в процессе холодной прокатки образцов стали ШХ15 присутствие в структуре большого количества участков грубо-пластинчатого перлита приводит к образованию трещин при степени деформации 5%. При наличии в структуре игольчатых карбидов, первые трещины появляются, в процессе деформации со степенью обжатия =50%.

Высокий отпуск при 680-700°С в течение 8-12 часов способствует ликвидации как остатков грубо-пластинчатого перлита, так и игольчатых карбидов. В этом случае при степени деформации 75% в холоднокатаной заготовке стали ШХ15 трещины отсутствовали.

8. Наилучшие результаты по повышению производительности роликов станов ХПТ цеха № 42 ОАО «МСЗ» получены при использовании в качестве материала для их изготовления сталей ледебуритного класса 160Х12М и Р6М5.

9. Использование для изготовления роликов стали Р6М5 прошедшей на заключительном этапе горячей механической обработки радиально-сдвиговую прокатку (РСП) позволило получить в поверхностном рабочем слое роликов структуры естественного дисперсно-упрочненного композиционного материала в виде мартенситной матрицы с равномерно распределенными в ней мелкими частицами первичных карбидов округлой формы. Производительность роликов из стали Р6М5-РСП (2000 метров тонкостенных труб) возросла по сравнению со средней производительностью роликов из стали ШХ15 (=700 метров) в =3 раза.

10. При замене стали ШХ 15 с "твердостью 1Ш061-62 на сталь ЭП-682-Ш с твердостью НЯС=69 полученную посредством радиально-сдвиговой прокатки, стойкость матриц тяжелонагруженных штампов возросла более чем в 5 раз.

Материалы диссертации изложены в работах:

1. И.В.Доронин, А.Д.Русаков, А.Е.Антощенков. Повышение качества инструмента для пластического деформирования за счет реализации потенциальных возможностей стали ШХ15./ В сб. трудов Всероссийской научно- технической конференции МГТУ им. Н.Э.Баумана, г. Москва 14-15 апреля 2004 г., стр.94.

2. А.Д.Русаков, И.В.Доронин, А.Е.Антощенков. Повышение качества инструмента для пластического деформирования за счет реализации потенциальных возможностей хромистой подшипниковой стали./ В сб. трудов IV Международного конгресса «Машиностроительные технологии' 04». Болгария г. София сентябрь 2004 г., стр.112.

3. И.В.Доронин, А.Д.Русаков, А.Е.Антощенков и др. Исследование возможностей повышения стойкости прокатного инструмента станов ХПТ, предназначенных для производства тонкостенных труб из стали 12Х18Н10Т./ В сб. научных трудов ЭПИ МИСиС «Совершенствование технологии и качества изделий металлургического производства» (2-я часть) г. Электросталь 2005 г., стр.5.

4. И.В.Доронин, А.Д.Русаков, А.Е.Антощенков, А.Б. Князькин. Повышение качества инструмента станов холодной прокатки тонкостенных труб.// «Производство проката», 2005 г., № 2, стр. 20.

5. И.В. Доронин, А.Д.Русаков, А.Е.Антощенков и др. Анализ факторов, определяющих технологическую пластичность в стали ШХ15 в процессе холодной пластической деформации. / В сб. «Состояние, проблем и перспективы развития металлургии и обработки металлов давлением». Тезисы докладов Всероссийской научно- технической конференции. МГВМИ, г. Москва, 21-22 ноября 2006 г. (в печати).

6. С.П.Галкин, И.В.Доронин, А.Е.Антощенков и др. Использование радиапьно-сдвиговой прокатки для получения в сталях ледебуритного класса структуры естественных дисперсно-упрочненных композиционных материалов./ В сб. «Состояние проблемы и перспективы развития металлургии и обработки металлов давлением». Тезисы докладов Всероссийской научно- технической конференции МГВМИ, г. Москва 21-22 ноября 2006 г. (в печати).

7. И.В.Доронин, И.В.Кишкин, А.М.Вергизов, А.Е.Антощенков, В.В.Скворцова. О причинах образования трещин при холодной раскатке подшипниковых колец из стали LLIX15./ в сб. «Состояние, проблемы и перспективы развития металлургии и обработки металлов давлением». Тезисы докладов всероссийской научно-технической конференции МГВМИ, г. Москва, 21-22 ноября 2006 г. (в печати).

8. И.В.Доронин, В.Л.Булавин, А.Д.Русаков, А.И.Трайно, А.Е.Антощенков. Применение радиально - сдвиговой прокатки для повышения качества валковых сталей ледебуритного и карбидного классов. / В сб. «Современные металлические материалы, технологии и их использование в технике». Труды седьмой Международной научно - технической конференции г. Санкт-Петербург, 10-11 октября 2006 г., стр. 175.

9. И.В.Доронин, И.В.Кишкин, А.М.Вергизов, А.Е. Антощенков, В.В. Скворцова.

О причинах образования трещин при холодной раскатке подшипниковых колец из стали ШХ15.// Технология металлов, 2007 г. (в печати).

10. И.В.Доронин, А.Д.Русаков, А.Е.Антощенков и др. Анализ факторов, определяющих технологическую пластичность стали ШХ15 в процессе холодной пластической деформации.// Технология металлов, 2007 г. (в печати).

11. С.П.Галкин, И.В.Доронин, А.Е.Антощенков и др. Использование радиально -сдвиговой прокатки для получения в сталях ледебуритного класса структуры естественных дисперсно-упрочненных композиционных материалов.// Технология металлов, 2007 г. (в печати).

12. В.М.Блинов, И.В.Доронин, А.Е.Антощенков и др. Структура сталей ледебуритного класса после радиально-сдв-,говой прокатки.// Металлы (ИМет РАН), 200^ г. (в печати).

13. В.М.Блинов, И.В.Доронин, А.Е.Антощенков и др. Деформационная способность стали ШХ15 при холодной пластической деформации.// Металлы (ИМет РАН), 2007 г. (в печати).

Подписано в печать 15.02.2007г. Заказ № 8/07. Тираж 100 экзГ Объем 1 п.л. Отпечатано в ООО «Интерконтакт Наука», Москва, Ленинский пр. 49

страницы

Введение.

Глава 1 Стали для валков станов холодной прокатки листа и ленты, деталей станов

XIIГ и направасния их развития.

1.1 Условия работы и требования, предъявляемые к валкам и основным деталям прокатнот инструмента станов ХПТ.

1.2 Основные этапы развития и совершенствования сталей для валков станов холодной прокатки листа, ленты, роликов и оправок станов ХПТ.

1.2.1 Стали перлитно1 о класса типа «90Х».

1.2.2 Стали карбидо-мартсиситного класса.

1.2.3 Стали ледебуритно1 о класса.

1.2.3.1 Высокопроизводительные валковые стали зарубежных фирм.

1.2.3.2 Опыт применения сталсй карбидо-мартенситпого и ледебуритного классов на отечественных заводах.

1.3 Факторы, определяющие работоспособность валковых сталей.

1.3.1 Hei ативная роль неметаллических включений.

1.3.2 Роль карбидной фазы в повышении износостойкости сталей для валков холодной прокатки.

1.3.3 Применение радиально-сдвш овой прокатки сталей ледебуритно1 о класса при изютовлении валков и роликов станов холодной прокатки ленгы и станов ХГ1Т.

1.3.4 Упрочнение поверхностною слоя валков.

1.3.5 Применение обработки холодом для повышения твердости валковых сталсй.

1.3.6 Взаимосвязь качества поверхности рабочих валков с их производительностью.

Развитие таких отраслей промышленности как электроника, приборостроение, авиация, ракетно-космическая техника, атомная энер1етика требуют во все возрастающем объеме лисг, ленту, фольгу, тонкостенные трубы [1, 2] из прецизионных и легированных сталей и ставов, характеризующихся высокими прочностными свойствами [3, 4, 5]. В процессе производства полуфабрикатов и изделий и$ таких материалов предъявляются повышенные требования к сталям, из которых и и отавливаются основные рабочие детали многовалковых станов ,ия прокатки листа, лепты, станов холодной прокатки труб (ХШ): рабочие валки, ролики, оправки и т.п. [2, 3, 5].

В настоящее время основной и вспомогательный инструмент изготавливается из )тле-родиетых и низколегированных инструментальных сталей (У8, У10, 90Х, 90ХС, X, LIIX15, и др). Эти стали были разработаны в конце XIX, начале XX века [6, 7, 8, 9]. Отечественная промышленность освоила их производство в период индустриализации в конце 20-х начале 30-х тдов [8,9].

До определенного времени эти стали устраивали инструментальную и машиностроительную промышленность и применялись при изготовлении режущего инструмента [6, 8, 9, 10] и деталей прокатного оборудования (валки станов холодной прокатки, ролики и оправки станов ХП Г и т.п. [6, 9,11].

Основной прокатный инструмент-валки станов холодной прокатки изготавливали и* стачеи тина 90Х (9Х). Они вполне удовлетворяли требованиям при холодной прокатке авто-мобипьного листа, кровельною железа, трансформаторной стали и других аналогичных полуфабрикатов из низкоуглеродистых и низколегированных сталей [12, 13], предел прочности которых в нагартованном состоянии от 260 до 600 Ml 1а и не превышает 800 МПа [6, 7, 14, 15]. В случае крупногабаритного инструмента с целью увеличения прокаливаемосги содержание хрома увеличивали до 3-6 % при дополнительном легировании марганцем (до 2%), никелем (1-4%), вольфрамом (до 2%), молибденом (до 2%), ванадием (до 1%) [6, 7, 8, 9, 10]

С появлением в конце 40-х начале 50-х годов высокопрочных сталей [16, 17], жаропрочных сплавов [18], а также с увеличением производительности прокатных сгапов [18, 19, 20] и штампового оборудования [10, 14] существенно возросли требования к инструментальным сталям по теплоустойчивости и износостойкости [10, 14, 20]. Последнее связано с гем, что предел прочности материалов, подверг аемьгх холодной прокатке, превышает 1000 МПа и составляет чаще всего 1200-1500 МПа [21, 22], т.е. в 2-5 раз выше прочности рядовых марок низко)глеродиетых сталей [12, 13]. Это обстоятельство приводит к резком) возрастанию контактных напряжений (до 2600 МПа) и быстрому выходу и* с1роя прокатного инструмента из сталей типа 90Х [11, 23]. Поэюму поиск и рафаботка новых валковых С1алей повышенной производительности представляют одну из актуальных проблем современною мле-риаловедения. Это обстоятельство привело к использованию в качестве материала валков и штамновою инструмента быстрорежущих стачей или их аналою» [7, 18, 20, 24, 25, 26], содержащих в структуре до 20% первичных карбидов [10, 28], которые, обладая высокой твердостью (Hv=1500-3200 МПа) [27, 28], существенно повышают стойкость прокатиою и штам-гювою инструмента.

Устойчивая тенденция использования в промышленпо-развитых странах (ФРГ, Япония, Швеция и др.) дорошх высоколегированных сталей для илотовлепия инструмента самого различною назначения объясняется тем, что стоимость материала (сгали) в обшей стоимости изделия не превышает 20% и колеблется чаще всего в пределах 10-15% [26, 29] В то же время стойкость и работоспособность валков, роликов, оправок, штампов и оснастки возрастает в несколько раз [7, 20, 25-31, 33], а главное - резко сокращается процент брака изделий по причине поверхностных дефектов рабочего инструмента [11, 19].

Цель настоящей работы - повышение стойкости прокатного инструмента: ротиков, оправок, опорных планок (линеек), применяемых для производства (раскатки па станах ХПТ) тонкостенных труб из стали 12Х18Н10Т, а также тонкостенных труб из марок ЭП-630, Э11-450, ЧС-68.

С этой целью в работе решались следующие основные задачи:

1 - Анализ причин пониженной стойкости прокатного инструмента из стали 111X15 и разработка рекомендаций по повышению его работоспособности ЬНЗ ЗАМЕНЫ МАРКИ СТАЛИ (ШХ15) при минимальной коррекции существующей (в настоящее время) техноло-I ичсской схемы на ОАО «МСЗ» (i. Электросталь).

2 - С учетом результатов, полученных на 1-ом этапе, а также на основании научных разработок и исследований прикладного характера по прокатному инструменту на вводах «Электросталь», «ЧСПЗ», «СПЗ» «МСЗ» и др. [20, 30-32], разработать новые техноло1 ии и рекомендовать для изютовления прокатного инструмента более эффективные марки сталей [24,30,33].

3 - Провести опробование в производственных условиях цеха №42 ОАО «МСЗ» про-катною инструмента (роликов, оправок, опорных планок) из новых марок сталей.

5. Результаты исследования структурного состояния и измерения микротвердости сортовых заготовок стали ШХ15, предназначенных для изготовления прокатного инструмента станов ХПТ позволили установить наличие аномальных структурных образований, способствующих охрунчиванию металла в изделиях и снижению его технологической пластичности.

6. Кроме неметаллических включений при отсутствии такого дефекта как карбидная сетка было установлено наличие в структуре исходных сортовых заготовок стали ШХ15, прошедших стандартный сфероидизирующий огжиг, 3-х типов аномальных образовании:

Областей с повышенной плотностью карбидных частиц в местах ликвации хрома и углерода в металле слитка, которые приводят к заметной анизотропии пластичности и являются местами зарождения трещин при холодной пластической деформации.

Отдельные участки грубо-пластинчатого перлита, оставшиеся после некачественною сфероидизирующею отжига, по которым вдоль цементитпых пластин распространяются макротрещины

Микрообъемы с игольчатыми дисперсными карбидами, ускоряющими зарождение микротрещин. Эти карбиды располагаются в металле, прошедшем качественный сфероиди-зирующий отжиг, и обнаруживаются только посредством электронной микроскопии (метод фо 1ЬГ).

7. Показано, что в процессе холодной прокатки образцов стали IIIX15 присутствие в структуре большою количества участков грубо-пластинчатого перлита приводит к образованию трещин при степени деформации 5%. При наличии в структуре игольчатых карбидов, первые трещины появляются, в процессе деформации со степенью обжатия =50%.

Высокий отпуск при 680-700°С в течение 8-12 часов способствует ликвидации как остатков грубо-пластинчатого перлита, так и игольчатых карбидов. В этом случае при степени деформации 75% в холоднокатаной заготовке стали ШХ15 трещины отсутствовали.

8. Наилучшие результаты по повышению производительности роликов станов XIII цеха № 42 ОАО «МСЗ» получены при использовании в качестве материала для их изготовления сталей ледебуритною класса 160Х12М и Р6М5.

9. Использование для изготовления роликов стали Р6М5 прошедшей на заключительном этапе горячей механической обработки радиапьно-сдвиговую прокатку (PCII) позволило получить в поверхностном рабочем слое роликов структуры естественного дисперсно-упрочненною композиционною материала в виде мартепситной матрицы с равномерно распределенными в ней мелкими частицами первичных карбидов округлой формы. Производительность роликов из стали Р6М5-РСГ1 (2000 метров тонкостенных труб) возросла по сравнению со средней производительностью роликов из стали ШХ15 (-700 метров) в =3 раза.

10. При замене стали ШХ 15 с твердостью HRC=61-62 на сталь ЭП-682-Ш с твердостью HRC=69 полученную посредством радиально-сдвиговой прокатки, стойкость матриц тяжелонагруженных штампов возросла более чем в 5 раз.

Заключение

1. Применяемые в настоящее время режимы термической обработки низко геги-рованных валковых сталей 90Х, 90X2, 90Х2МФ, а так же стали ILIX15 обеспечивают по iy-чение твердости не более 65HRC, что не позволяет полиостью использовать потенциальные возможности материалов этой группы.

2. Принятая в настоящее время технология изготовления деталей прокатного инструмента из сталей IIIX15 не обеспечивает получения высоких и стабильных значении твердости. Это делает невозможным прогнозирование работоспособности роликов, оправок, опорных планок станов ХПТ, что приводит к значительному ко объему браку изделии и за-I отовок.

3. Высоколегированные стали ледебуритного класса крайне редко (обычно в порядке эксперимента) используются на отечественных заводах для изготовления вачков станов холодной прокатки листа и деталей станов ХГ1Г. В то же время эти стали широко применяются в качестве валковых на предприятиях Японии, ФРГ и других промышленно развитых стран, обеспечивая исключительно высокую износостойкость и работоспособность прокатного инструмента.

4. Новейшие отечественные технологии и в частности радиальпо-сдвиювая прокатка (PCII) часто имеют ограниченное применение, а их положительное влияние на макро-и микроструктуру сталей и сплавов изучено еще не достаточно.

Решение перечисленных проблем является цель го и основной задачей настоящей работы.

Глава 2 Материалы и методы, используемые при проведении исследований

2.1 Материалы для исследования

2.1.1 Шарикоподшипниковая сталь ШХ15

При проведении данной работы в качестве валковой стали использовали металт промышленных плавок стали ШХ15, производства завода «Электросталь». По химическому составу все 10 плавок соответствовали ГОСТ 801-78 (таблица 11). При оценке качества металла особое внимание обращали на количество титана, содержание которого изменялось от 0,001 до 0,004%. Согласно данным японских исследователей [83] при содержании остаточного титана более 0,050% в шарикоподшипниковой стали появляются остроуюльные нитриды титана, которые резко снижают контактную выносливость [83].

Сортовые заготовки стали ILIX15 (штанги) поставлялись в умягченном состоянии после сфероидизирующею отжига. Металл всех 10 плавок полностью отвечал требованиям технических условий ОАО «МСЗ» (ГОСТ 801-78):

1. неметаллические включения не более 2 балла (по каждому виду включении);

2. карбидная сетка не более 3 балла;

3. карбидная полосчатость не более 3 балла;

4. микроструктура (остатки пластинчатого перлита) не более 4 балла (по ГОС Г 1435-74);

5. полное отсутствие пористости.

2.1.2 Хромистая инструментальная сталь ледебуритного класса 160Х12М

Партию экспериментальных роликов, оправок и опорных планок изготавливали из металла промышленных плавок (таблица 12). Кроме тою в работе исследовали структуру и свойства валка стана холодной прокатки завода «Электросталь» производства Японии (таблица 12). Сталь японского валка соответствует отечественной марке 160Х12М, которая относится к общей группе сталей типа «XI2».

1. Митхэм Ж.В., Технология производства жаропрочных сплавов и ее вклад в развитие 1азотурбинных двигателей. В сб. «Жаропрочные сплавы для газовых турбин». М.: Металлургия, 1981, с. 452

2. Боришанский В.М., Кутателандзе С.С., Новиков И.И. и др., Жидкомегаллические теплоносители. Изд. 3-е, М.: Атомиздат, 1976 328 с.

3. Фельдгандлер Э.Г., Высокопрочные коррозиопностойкие стали. В сб. «Новые стали и си швы в машиностроении», М.,: Машиностроение, 1976, с. 130

4. Потак Я.М. Высокопрочные стали. М., Металлургия, 1972, с. 208

5. Прецизионные сплавы. Справочник под редакцией д.т.н., проф. Б.В. Мочотилова, 2-ое и здание М.: Металлур1 ия, 1983 - 439 с.

6. Гудремон Э., Учение о специальных сталях, (перевод в нем.), МЛ., Главная редакция литературы по черной металлургии, 1937 548 с.

7. Becker H.J., Brandis Н.е.а. Stand and Hntwicklungstendenzen auf det Gebiet der Werkreugstahle. Thyssen Hdelstahl Tcchnick Berichte. 1985, v. II, № 2, s. 83 96

8. Доронин B.M., Фасс И.Ф. Термическая обработка специальных сталей (под редакцией инж. И.П.Голикова). ОН! И НКТП СССР, М.-Л., 1935, 152 с.

9. Гевосян И.Ф., Григорович К.П., Цветаев А.А. и др., Качественная сталь. ОПТИ ИК1П СССР, М.-Л., 1935,164 с.

10. Геллер Ю.А., Инструментальные стали. 5-е изд. М.: Металлургия, 1983 - 526 с

11. Новиков В.И., Белосевич В.К., Гамазков С.М. и др., Валки листовых станков холодной прокатки. М.: Мегаллурт ия, 1970 - 335 с.

12. Голованенко С.А., Моисеев Б.А. Термическая обработка листовой стали. 1опколи-стовая утлеродистая сталь. В кн.: Металловедение и термическая обработка. Справочник, том 3, М.: Металлур1 ия, 1983, с. 70

13. Сталь тонколистовая конструкционная легированная высококачественная специальною назначения. ГОСТ 11268-65

14. Поздняк Л.А., Скрыпченко Ю.М., Гишаев С.И., Штамповые стали. М.: Металл) р-гия, 1980-244 с.

15. Скоров Д.М., Термическая обработка штампов. ОН ГИ НКТБ СССР, 1936 172 с.

16. Потак Я.М., Высокопрочные стали. М.: Металлур1 ия, 1972 - 208 с.

17. Бирман С.Р., Экономнолетированные мартенсито-стареющие стали. М.: Мегал-л) pi ия, 1974-208 с.1.. Бепсридж У., Жаропрочные сплавы типа нимоник. М.: Металлургиздат, 1961 -381 с.

18. Полухин В.П., Бернштейп МЛ., Пименов А.Ф. и др., Валки многовалковых сынов М.: Металлургия, 1983 - 129 с.

19. Русаков А.Д., Разработка и исследование прецизионных валков повышенной стойкости с целыо улучшения качества микроленты. Автореф. дисс. к.т.п. М.: МИСиС, 1996

20. Сталь тонколистовая коррозиошгостойкая и жаростойкая. ГОСТ 5582-61

21. Сплавы со специальными упругими свойствами ЧМТУ 5164-55, ЧМТУ 5834-57, ЧМ1У 741-64, ЧМТУ 891-63

22. Валки стальные для холодной прокатки металлов. ГОС Г 5.1323-72

23. Дзюба В.А., Пономарев С.П., Лычева В.Н. и др., Инструментальная сталь ледебу-ритною класса Х9ВМФШ для изготовления валков холодной прокатки. Донецк: Донецкий ЦИТИ, 1983-4 с.

24. Общие положения производства валков из ковкой стали. Проспект фирмы «Kantoc Rolls» (пер. с японского), 1994

25. Давыдова Н.М., Трекало А.С., Улучшение служебных характеристик штамповыч сталей для горячего и холодного деформирования металла за рубежом. Обзорная информация. М.: ЦНИИ 1 ЭИчермет вып. 3,1982 28 с.

26. Iloyle CJ. High Speed Alloy Metals Revier, 1965, v. 12, № 115

27. Справочные данные гго валкам для холодной прокатки. Проспект фирмы «Kantoc Rolls» (пер. с японского), 1994

28. Давыдова Н.М., Улучшение служебных характеристик штамповых сталей для горячего и холодного деформирования металла за рубежом. Обзорная информация. М: ЦНИИТЭИчермет вып 3,1977 15 с.

29. Доронин И.В., Перепелица И.В., Булавин B.JI., Выбор стали для валков хотодной прокатки. Сталь, 1987, № 11, с. 84

30. Доронин И.В., Булавин В.Л., Коряг ин А.А. и др., Повышение эксплуатационной стойкости валков холодной прокатки при производстве лепты прецизионных сплавов. В сб 11овые технолог ии производства спецсталей. - М.: 11НИИТЭИ, 1990, с. 107

31. Доронин И.В., Булавин В Л., Антипов В И., Структура естественных дисперсно-упрочненных композиционных материалов гга базе статей ледебуритного класса. Физика и химия обработки металлов, 1991, с. 141

32. Молодан Г.А., Заболоцкий В.К., Мешкова Л.Н., Состояние вопроса и тенденции в производстве вачков мпоговачковых станов. Обзорная информация. М.: ЦНИИ ЮИтяжмаш, 1984, выгг.4 37 с.

33. Полухин П.И., Николаев В.А., ГТолухин В.П. и др., Прочность прокатных валков. -Алма-Ата: Паука, 1984 295 с.

34. Третьяков А.В., Прокатка тончайшей ленты. -И.: Металлурги здат, 1957-99 с.

35. Полухин П.И., Полухин В.П. и др., Прокатка на многовалковых станах. М.: Металлург ия, 1981 -248 с.

36. Марочник сталей и сплавов под ред. Сорокин В.Г., Волоспикова А.В., Вяткин С.А и др.- М.: Машиностроение, 1989 640 с.

37. Гедеон М.В., Соболь Г.П., Паисов И.В., Термическая обработка валков холодной прокатки. М.: Металлур1 ия, 1973 - 344 с.

38. Королев А.А., Конструкции и расчет машин и механизмов прокатных станов М Мстшьчургия, 1969 - 464 с.

39. Клейс И.Р., Удэмыйс Х.Х., Износостойкость элементов измельчителей ударного действия.-М.: Машиностроение, 1986, с. 160

40. А.с. 1451947 СССР, МКИ В 21, В 27/00 Способ изготовления вачков станов холодной прокатки. Потапов И.Н., Доронин И.В., Булавип ВЛ. и др., дата per. 15.09.88

41. Русаков А.Д. Разработка и исследование валков повышения стойкости с целью улучшения качества микроленты.: Автореф.дис.канд.техн.наук., М., МИСиС, 1996.

42. Потапов И.Н., Доронин И.В., Ахмедшип Р.И. и др., Способ получения вачков холодной прокатки. Авт. свид. № 1360209, Бюллетень 1987, № 46

43. Когос A.M., Романов В.В. , Металлургическое оборудование. Науч. тр. НИИ-информтяжмаш. М.: НИИинформтяжмаш, 1968, № 1-68 18с.

44. Драйгер Д.А., Венжега А.С., Белкин М.Я., Вальчук Г.И., Стойкость валков чистою холодною проката. М.: Машиностроение, 1964 -128 с.

45. Полухин В.П., Николаев В.А., Тылкин М.А. и др., Надежность и долговечность валков холодной прокатки, 2-е изд. М.: Металлургия, 1976 448 с.

46. Доронин В.М., Термическая обработка углеродистой и легированной стали. М.: Металлург издат, 1955, с. 396

47. Спектор А.Г., Зельбет Б.М., Киселева С.А., Структура и свойства подшипниковых сталей. М.: Металлургия, 1980 264 с.

48. Петров А.К., Малиновская Т.Н., Мошкевич Л.Д. и др., Влияние структурной полосчатости на служебные характеристики стали ШХ15Ш и ШХ15ВД. В сб. «Инструментальные подшипниковые стали» № 2. М.: Металлургия, 1975, с. 122

49. Виноград М.И., Громова Г.П., Включения в легированных сталях и сплавах. М : Метачлургия, 1972, с. 216

50. Гаренских И.А., Шульте Ю.А., Циварко Э.И., Влияние неметаллических включений на физико-механические свойства подшипниковой стали и долговечности подшипников. В сб. «Инструментальные и подшипниковые стали» № 1. М.: Металлургия, 1973, с. 83

51. Tsubota К., Sato Т., Kato Y., Hiraoka К., Hayashi R., Bearing Steel in the 21st Century Bearing Steels: Into the 21st Century, ASTM STP 1327. J.J. C. Hoo and W. В Green Eds. AS IM. 1998, p. 202

52. Кишкин И.В., Наумов С.А., Доронин И.В., Деформируемость металла при холодной раскатке подшипниковых колец и определяющие ее факторы. В кп. «Сборник научных трудов» (Электростальский филиал МИСиС). М.: МИСиС, 1998, с. 34

53. Гудрсмон Э., Специальные стали, (пер. с нем.), т. 1. М.: Металлург ия, 1966 736 с.

54. Качанов Н.Н., Прокаливаемость стали (2-е изд.). М.: Металлургия, 1978,192 с.

55. Попова JI.E., Попов А.А., Диаграммы превращения аустсггита в сталях и бета-раствор в сплавах титана (Справочник). М.: Металлургия, 1991 503 с.

56. Василенко Г.И., Вильчек А.И., Гаращук JI.A. и др., Особенности термической обработки новой подшипниковой стали типа 1ПХ15СГФШ. В сб. Инструментальные и подшипниковые стали. М.: Металлургия, 1975, с. 134

57. Разработка оптимальных вариантов сквозных технологических схем производства инструмента нового поколения, используемого при изготовлении тонкостенных труб из стали 12Х18Н10Т, ЭП-630, ЭП-640, ЧС-68. Отчет о НИР ЭПИ МИСиС, руководитель Доронин И.В., 2002

58. Конвисаров Д,В., Износ металлов. Главная редакция машиностроительной и авто-тракюриой литературы. М. Л., 1938 - 304 с.

59. Лоладзе Т.П., Прочность и износостойкость режущего инструмента. М.: Высшая школа, 1985-304 с.

60. Потапов И.Н., Полухин П.И., Новая технология винтовой прокатки. М.: Металлургия, 1975-343 с.

61. Доронин В.М., Строение, свойства и термическая обработка литой стали (раздел 3.1). В справочнике «Металловедение и термическая обработка стали» т. 3. М.: Металлургия, 1983, с. 6

62. Кидин И.Н., Физические основы электротермической обработки. М.: Мегаглургия, 1969-376 с.

63. Грсбенюк В.М., Цапко В.К., Надежность металлургическою оборудования. М Металлургия, 1980 342 с.

64. Железнов А.Ф., Запорожцсва Н.Д., Прибавкин Е.М. и др., Применение новых материалов и сплавов. Экономия материалов. М.: НИИ информтяжмаш, 1977, с.16-20

65. Дегтярев А.Ф., Железнов А.Ф., Запорожцева Н.Д. и др., Производство экономических видов проката и металла с покрытиями. Научн.труды ЦНИИЧМ, М.: Металлургия, 1980, с.29-32

66. Новиков И.И., Теория термической обработки металлов (4-е издание). М.: Металлургия, 1986-460с.

67. Гуляев А.П., Термическая обработка стали (2-е издание). М.: Мани из, 1960 496с.

68. Гуляев А.П., Малинипа К.А., Саверина С.М., Инструментальные стали. Справочник, изд. 2-е, М.: Машиностроение, 1975 -272с.

69. Золоторевский B.C., Механические свойства металлов. Изд. 2-е. М.: Металлургия, 1983-352с.

70. Фридман Я.Б , Статистические испытания металлов. Определение твердости. В сб. «Металловедение и термическая обработка стали». Справочник, том 1. М.: Металлургия, 1983, с.198

71. Рахштадт А.Г., Клыпик Б.А., Методы исследования макро- и микроструктуры. В сб. «Металловедение и термическая обработка стали». Справочник, том 1. М.: Металлургия, 1983, с.15

72. Вашуль X., Практическая металлография. Методы изготовления образцов (перевод с немецкою). М.: Металлургия, 1988 -320с.

73. Богомолова Н.А., Практическая металлография. М.: Высшая школа, 1978 272с.

74. Беккер М., Клемм X., Справочник по металлографическому травлению (перевод с немецкою). М.: Металлургия, 1979 336с.

75. Усиков М.П., Утевский JI.M., Просвечивающая электронная микроскопия. В сб. «Металловедение и термическая обработка стали». Справочник, том 1. М.: Металлургия, 1983, с.47

76. Томас Г., Электронная микроскопия металлов. М.: ИЛ, 1963 351 с.

77. Утевский JI.M., Дифракционная электронная микроскопия в металловедении. М.: Металлург ия, 1973 583с.

78. Голиков В.А., Кристаллоструктурное исследование эвтектоидною распада сплавов Cu-Ве. Автореферат диссертации, ЦНИИЧМ, М., 1974

79. Химушкин Ф.Ф., Нержавеющие стали. M.: Металлур! издат, 1963 600 с.

80. Гуфанов Д.Г., Коррозионная стойкость нержавеющих сталей, сплавов и чистых металлов (справочник) изд. 4-ое. И.: Мсталлур1 ия, 1982 352 с.

81. Гудремон Э., Специальные стали, том 1 (пер. с нем.) М.: Металлур! ия, 1966 736 с.

82. Дзу!угов М.Я., Пластическая деформация высоколешрованных ста!ей и сплавов М : Металлургия, 1971 -424 с.

83. Starr C.D. Notes on the Plastic Critical Temperature in Strain Induced Martcnsite Reac-tions//Journal of Metals, 1953, v.5, №5, p.654

84. Доронин И.В., Влияние пластической деформации на обратное мартенситпое превращение в стали 15Х15Н5АМЗ//ФизХОМ, 1977,№3, с. 159

85. Щсдров К.П., Гакман ЭЛ., Жаростойкие материалы (справочное пособие). М.: JI., Машиностроение, 1965 - 168 с.

86. Махнер П., Кюнельт Т., Eiep Г., Плекипгер Е., Вайс Ф., Поковки повышенною качества, изготовленные мотодами ЭШГ1 и БЭСТ. В сб.»Электроишаковый переплав» (выпуск 5) Киев «Наукова думка», 1979, с. 259

87. Глебов А.Г., Мошкевич Е.И., Элсктрошлаковый переплав, М.: Металлургия, 1978 -216 с.

88. Целиков В.К., Сиголаев С.Я., Устойчивость аустенита при наклепе//Сталь, 1950, № 3, с. 282

89. Гуляев А.П., Черненко И.В., Влияние деформации при низких температурах на фазовые превращения и свойства аустенитной стал 1Х18Н9Г// Металловедение и обработка металлов, 1957, № 5, с. 2

90. Дубовой В.Д., Флокены в стали. М.: Металлургиздат, 1950 332 с.

91. Малинкипа ЕИ., Ломакин В.П., Прокаливасмость стали. М.: Машиностроение, 1969- 179 с.

92. Шпис Х.И., Поведение неметаллических включений в стали при кристаллизации и деформации (пер. с нем.), М.: Металлургия, 1971 129 с.

93. Wegst C.W. Stahl schiissel, Verlug Stahl schiisscl Wegst GMBH, D-7142 Marbach, 1986 -561s.

94. Ксепз>к Ф.А., Трощеиков H.A., Павлищев В.Б. и др., Вальцовщик станов хо юдной прокатки. М.: Металлургия, 1959-256 с.

95. Королев А.А., Механическое оборудование прокатных цехов. М.: Металлургия, 1965-515 с.

96. Терехов В.Н., Полухии В.П., Доронин И.В., Кинетика образования сетки трещин па поверхности чугунных валков горячей прокатки//Известия вузов. Ч.М., 1972, № 11, с. 74

97. Русаков А Д., Грайно А.И., Доронин И.В., Исследование механизма трещинообра-зования и разрушения прокатных валков/ В сб. «Деформация и разрушение материалов». Материалы 1-ой международной конференции, Имеет РАН, г. Москва, 15-16 ноября 2006 года.

98. Башнин Ю.а„ Ушаков Б.К., Секей А.Г., Технология термической обработки. М . Металлургия, 1986-424 с.

99. Кофф З.А., Холодная прокатка стальных труб. М.-Свердловск, Мегаллургиздаг, 1951 -300 с.

100. Альфтан Э.А., Влияние упругих колебаний звуковой и ультразвуковой частоты па превращения в металлах и сплавах//МиТОМ, 1959, № 1, с. 31

101. Потапов И.Н., Ахмедшин Р.И., Булавин В Л., Доронин И.В. и др , Способ получения валков холодной прокатки. Авт. свид. 1360209, (приор. 09.01.1985) Бюллетень 1987, №46

102. Петров А.К., Шультс Ю.А., Проблема улучшения качества подшипниковых статей и повышения долговечности подшипников качения/в СБ. «Инструментальные и подшипниковые стали» (МинЧерМет СССР, отраслевой сборник № 1), М.: Металлургия, 1973, с. 77

103. Палаткин Л.С., Равицкая Т.М., Островская E.J1., Структура и динамическая долговечность сталей в условиях тяжелого нагружения. Челябиггск. Металлургия, 1988-160 с.

104. Любарский И.М., Палатник Л.С., Металлофизика трения. М.: Металлургия, 1976 -176 с.

105. Доронин И.В., Способ определения критической температуры мартенситного превращения. Авт. свид. № 457019. Бюллетень 1975, № 2, с. 86

106. Доронин И.В., О влиянии маргенсита и аустенита деформации на образование трещин в высоколегированных сталях//ФизХОМ, 1979, № 3, с. 157

107. Доронин И.В., Влияние пластической деформации па обратное мартенситное превращение в стали 15Х15П5АМЗ//ФизХОМ, 1977, № 3, с. 159

108. Щукин Т.М., Волкова Е.Д., Чермошенцева В.И., Краткий справочник металлурга М.: Промсырьеимпорт, 1968-223 с.

109. Кириллова О.М., Фетисова З.М., Кущева М.Е., Высокопроизводительные инструментальные материалы и рациональные области их применения. М.: изд-во «НИИ ЭИН ФОРМ ЭНЕРГОМАШ», 1997-24 с.