Введение к работе
Актуальность паботн. 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 показателя 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 І50ХНМ. 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 прокатки 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 валком комплекса высоких служебных свойств.
і'пзгь работы. Разработка нового состава стали и экономичного режима термической обработки, обеспечивающих повышение износостойкости литых валков горячей прокатки.
Рпучная новизна. Наблюдаемая в крупных отливках и прокатных палках из стали І50ХНМ микронеоднородность структуры (много вторичных карбидов и карбидной эвтектика на периферии дендритных зет-зей и небольшое количество или полное отсутствие вторичных карбидов в середине ветвей) обусловлено дендритной ликвацией легирующих карбидообразуюзих элементов ( Мп , Ot. , Mo) и углерода. Эта неоднородность сохраняется я после высокотемпературной г эмогени-зиругацей") термообработки, что неблагоприятно влияет на износостойкость и термостойкость валков.
Легирование стали І50ХШ.І кремнием (1,2-1,4 %) существенно уменьшает (устраняет) дендритную ликвацию углерода, предотвращает образование карбидной эвтектики, обеспечивает равномерное распределение втора-пшх карбидов в дендритах аустеяита.
В валках из эаэзтектоидяоЯ стали, микролегяроваяной ванадием и титане:.: измельчается зерно ауотенита, образуются мелкие натриды
и карбонитриды титана и сложные карбиды (/ , Сл)С и ( и , 7"ї Сл. ) С . Для сталей типа І50ХНМ оптимальными являются добавки 0,10-0,20 % V п 0,04-0,08 П . 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 І50ХНМ - а.с. № І257І08 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 реаим термообработки внедрены в технологический процесс производства валков. Соответствующие изменения внесены в стандарт предприятия СТП-І0І-26-86 "Валки литые стальные и чугунные прокатные" и технологическую инструкцию Ї.Ш по термической об-, работке литых валков из заэвтектопдной стали І50ХНМ "Ш-МГ-37-85,
На ва;.ках массой от I до 10 т показана технологичность н 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 равноосным; кристаллами вторичного цементита. Показана целесообразность изготовления предложенным способом валков с литыми калибрами. Продолжительность ре~ кима/тєрмообработкк валков уменьшена на 60-80 часов по сравнения с обработкой по действующим промышленным технологиям; стойкость валков повышена в среднем на 30 #,
На защит; выносятся следуютпп положения:
влияние дендритной ликвации основных легирующих элементно стали I5DXHM на неоднородность распределения углерода, образование вторичных карбидов и карбидной эвтектики;
особенности фазовых и структурных превращен^ в заэвтектои;;-ных валковых сталях, легированных кремнием;
влияние добавок V и 71 на карбидообпаэованип, структур:-' ;; свойства литых и термически обработанных стале!! типа ISCJOII-!. іір;;-рода карбидных фаз в комплексно легированных запвтектондных валковых сталях; -
научно обоснованные рекомендации по.оптямальяоыу легированию ;:регаием, ванадієм и титаном зазвтектопдных сталей дал валков горячей прокатки;
собеяяостн 'разовых и структурних превращений в комплексно лэгпрсзанных заэзтектошшнх лабораторних я промышленных сталях пря нагревах;
рехлм термической обработки литих валков горячей прокаткп из : эмплексно.легированиях заэвтектоидгшх сталей, обоспечпвагоцил бла--?оярият!іуп стр\іктуру а високую износостойкость валков;
-ззультатн промышленных испытаний залков, пзготовлешшх разра-сотаннпм способом.
'..-гобятя работ». Основане положення диссертационной .работы Г.оялашшались зі обсуздалясь' па Всессазяом научно-техническом со-л.гяаник "Повішенпв срока служби литих деталей горпо-иеталлурглче-ского оборудования, :j том числе прокатних валков за счет легирования сталей я чугуноз ванадием и друглш элементами" (г.Сверд-лозск, 1936 г.); заседаниях технических советов Нижнетагильского :: Магнитогорского металлургических комбинатов (г.ПиэдпЛ Тагил, BBS г.*, т?, .Магнитогорск, 1087 г.); научном семинаре кафедры "'Литейное коопзвояство" Днепропетровского металлургического института (г.Днепропетровск, 1287 г,); Геоссизном семинаре "Повышение свойств чонструкцпсншіх сталей легированием и термообработкой" С?.Киев, 1989 г.); Всесоюзной научно-технической конференции 'Струя-ура з метода исследования легаршіалннх сталей" (r,Kaen, ЇС9І ;.)', научных семинарах и населения сояцпя Ученого совета "-'г!нч~:.;,6(!ткя металлов" института черной моталлтогятт (г. Днепропетровск, К37 ?., 1Э9Э г.).
П'/блпкашя материалов. По гатсряалэя диссертации опубл:гкоза-;:о 4 статьи, получено 2 авторских свидетельства.
1 :*ем гд<1отч. Диссертация состоит m ззедеяия, 6 глав, гаїслм-чзяия, выводов и приложений, изложена га ІЇЄ листах мазшопкено-"-> 'секста, тзклотает 2S иллюстраций, 12 таблиц я 85 наименований литературных источников.
состсял-к j?q:i?oca и постхчоіка задачи
:ІробЛЄ-'.а увеличения СТОЙКОСТИ STJZKOB ДЛЯ С ТЛЯ 03 ГСПЯЧЯЙ ПТ;0-
кдтта .'.'.еталла связана с решение" г//дз. сяоїіпіх кз.учччх и твхчяч'г—
о оких задач.
Стойкость валков горячей прокатки определяется специфических,*;: условиям их >ксплуатацпкг включающими циклическое воздействие високих, температур и охлаждающей среда, високпе эпергоспловио шраме тры прокатки и разлпчіша види износа рабочего слоя. Это обусловливает определенний комплекс требование предъявляемых к пзпосо- v термостойкости рабочего слоя и прочности сердцевины бочки п neas: валка. Необходимое сочетагше указанию: свойств достигается, глав-ішм образом, выбором состава стаж:,, благоприятной шкроструктурок валка, что определяется технологией его изготовления.
Наиболее широкое применение, особенно в тяЕОЛопагррсенпнх клетях сортовш: и заготовочные станов, имозот лише тормлчоски обрабо ташшє валкп hs заэвтектошшнх сталей, легированных хромой, никелем в молибденом - І50ЖМ к І80ХШ.?. Необходимее сво;-ства валков окончательно формируются соответствующий термической обработкой.
изучение проблема производства валковгоказалс, что в стравах СНГ валки из стали J50XHM изготовляются (в основном для собственных нужд) на Серовском металлургическом заводе (СЮ) , Магнитогорском и Нижнетагильском металлургических комбинатах (МЖ и HTWC). Для дііугпх металлургических предприятий валки из зазвтектовдпкх стале»! покупаются за рубежом".
Согласно требованиям, предъявляемым к валкам черновых п осдаим-ных групп клетей ИЗО и сортов^: станов з: основним показателям г,;: качества следует отнести 'сочетание высокое кзкосо- и термостойкости рабочего слоя и необходимой прочности серддевшш бочки.все:: к трефов валка. Анализ окоплуатасит. валков из стали ІБ0ХІШ на стенах горячей прокатки СЮ и І&К показал, что наиболее ваялоїі является задача значительного увеличения износостойкости рабочего слс;; валкое.
Перспективны.'.! СПОСОбОЫ ПОБШІЄНІШ СТОЙКОСТЕ ЛЕТ!Е валко* являємся дополнительное легирование сталеГ. Судя по литературкык дштн. , некоторое вопроси влияния добавої: такс;: элементов;, ка;; і' г "<:- v.';-следовали недостаточноt а о влиянии крекинг данные соьсе^ otcvtci-вуюг. В частности но учитываются известии" особонягстг структур^.: к уйзовш: превращений с сталя;;г, сбусловленЕко ютаголиквасис'.. ПрС.'.-ШіЛ. '
Процесс изготовления валков як с rat;: IMXrU' включ&г; д.--: с ; -кую (130-150 часов) ьпюгостадкпкуй Tept.-;-:ecr.v:. o^^r-'у : кс.г- -вам* до високих температур:, однако пр;;. это;; с.ч о-'ессечик-етс .. ;_ -статечно високая 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 литих валков горячей прокатки, обеспечивающий более благоприятнуп для износостойкости однородную структуру;
разработать новый более экономичный режим термической обработки;
внедрить в производство новый состав стали и реяим термической обработки валков.
