Исследование влияния структурной неоднородности на износостойкость сталей заэвтектоидного состава для валков горячей прокатки
Исследовано влияние основных структурных факторов на износостойкость прокатных валков. Показано, что образующаяся при кристаллизации сталей заэвтектоидного состава химическая и структурная микронеоднородность не устраняется термообработкой, применяемой на практике, и является одной из основных причи...
Збережено в:
| Опубліковано в: : | Фундаментальные и прикладные проблемы черной металлургии |
|---|---|
| Дата: | 2010 |
| Автори: | , , , , |
| Формат: | Стаття |
| Мова: | Russian |
| Опубліковано: |
Інститут чорної металургії ім. З.І. Некрасова НАН України
2010
|
| Теми: | |
| Онлайн доступ: | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/62424 |
| Теги: |
Додати тег
Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
|
| Назва журналу: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Цитувати: | Исследование влияния структурной неоднородности на износостойкость сталей заэвтектоидного состава для валков горячей прокатки / П.Л. Литвиненко, В.И. Спиваков, Е.А. Шпак, В.К. Коваль, О.Ф. Клиновая // Фундаментальные и прикладные проблемы черной металлургии: Сб. научн. тр. — Дніпропетровськ.: ІЧМ НАН України, 2010. — Вип. 22. — С. 245-252. — Бібліогр.: 6 назв. — рос. |
Репозитарії
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| id |
nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-62424 |
|---|---|
| record_format |
dspace |
| spelling |
Литвиненко, П.Л. Спиваков, В.И. Шпак, Е.А. Коваль, В.К. Клиновая, О.Ф. 2014-05-20T18:57:13Z 2014-05-20T18:57:13Z 2010 Исследование влияния структурной неоднородности на износостойкость сталей заэвтектоидного состава для валков горячей прокатки / П.Л. Литвиненко, В.И. Спиваков, Е.А. Шпак, В.К. Коваль, О.Ф. Клиновая // Фундаментальные и прикладные проблемы черной металлургии: Сб. научн. тр. — Дніпропетровськ.: ІЧМ НАН України, 2010. — Вип. 22. — С. 245-252. — Бібліогр.: 6 назв. — рос. XXXX-0070 https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/62424 669.017:669.15–194.54.001.5 Исследовано влияние основных структурных факторов на износостойкость прокатных валков. Показано, что образующаяся при кристаллизации сталей заэвтектоидного состава химическая и структурная микронеоднородность не устраняется термообработкой, применяемой на практике, и является одной из основных причин склонности стали к образованию трещин, высокой хрупкости, низкой износостойкости. Для литых валков горячей прокатки рекомендована экономнолегированная заэвтектоидная сталь, основа которой состоит из тонкопластинчатого перлита с равномерно распределенными сфероидизированными включениями карбидной фазы. Досліджено вплив основних структурних чинників на зносостійкість прокатних валків. Показано, що хімічна та структурна мікронеднорідність, яка виникає при кристлізації сталей заевтектоїдного складу, на практиці не усувається термообробкою і є однією з головних причин схильності сталі до утворення тріщин, високої крихкості, низької зносостійкості. Для литих валків гарячого прокатування рекомендовано застосовувати экономнолегировану заевтектоїдну сталь, основа якої складається з тонкопластинчатого перліту з рівномірно розподіленими сфероидизированными включеннями карбідної фази. Influence of basic structural factors is investigational on wearing quality of rental rollers. It is shown that appearing during crystallization of hypereutectoid composition steel a chemical and structural micro-inhomogeneity is not removed by heat treatment, applied in practice, and is one of principal reasons of inclination of steel to formation of cracks, high fragility, subzero wearing quality. For the molten rollers of the hot rolling is recommended hypereutectoid steel basis of which consists of platy pearlite with the equipartition spheroidized including of carbidic phase. ru Інститут чорної металургії ім. З.І. Некрасова НАН України Фундаментальные и прикладные проблемы черной металлургии Металловедение и материаловедение Исследование влияния структурной неоднородности на износостойкость сталей заэвтектоидного состава для валков горячей прокатки Дослідження впливу структурної неоднорідності на зносостійкість сталей заєвтектоїдного складу для валків гарячої прокатки Research the influence of structural heterogeneity on wearing qualityof hypereutectoid composition steel for rollers of hot rolling Article published earlier |
| institution |
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| collection |
DSpace DC |
| title |
Исследование влияния структурной неоднородности на износостойкость сталей заэвтектоидного состава для валков горячей прокатки |
| spellingShingle |
Исследование влияния структурной неоднородности на износостойкость сталей заэвтектоидного состава для валков горячей прокатки Литвиненко, П.Л. Спиваков, В.И. Шпак, Е.А. Коваль, В.К. Клиновая, О.Ф. Металловедение и материаловедение |
| title_short |
Исследование влияния структурной неоднородности на износостойкость сталей заэвтектоидного состава для валков горячей прокатки |
| title_full |
Исследование влияния структурной неоднородности на износостойкость сталей заэвтектоидного состава для валков горячей прокатки |
| title_fullStr |
Исследование влияния структурной неоднородности на износостойкость сталей заэвтектоидного состава для валков горячей прокатки |
| title_full_unstemmed |
Исследование влияния структурной неоднородности на износостойкость сталей заэвтектоидного состава для валков горячей прокатки |
| title_sort |
исследование влияния структурной неоднородности на износостойкость сталей заэвтектоидного состава для валков горячей прокатки |
| author |
Литвиненко, П.Л. Спиваков, В.И. Шпак, Е.А. Коваль, В.К. Клиновая, О.Ф. |
| author_facet |
Литвиненко, П.Л. Спиваков, В.И. Шпак, Е.А. Коваль, В.К. Клиновая, О.Ф. |
| topic |
Металловедение и материаловедение |
| topic_facet |
Металловедение и материаловедение |
| publishDate |
2010 |
| language |
Russian |
| container_title |
Фундаментальные и прикладные проблемы черной металлургии |
| publisher |
Інститут чорної металургії ім. З.І. Некрасова НАН України |
| format |
Article |
| title_alt |
Дослідження впливу структурної неоднорідності на зносостійкість сталей заєвтектоїдного складу для валків гарячої прокатки Research the influence of structural heterogeneity on wearing qualityof hypereutectoid composition steel for rollers of hot rolling |
| description |
Исследовано влияние основных структурных факторов на износостойкость прокатных валков. Показано, что образующаяся при кристаллизации сталей заэвтектоидного состава химическая и структурная микронеоднородность не устраняется термообработкой, применяемой на практике, и является одной из основных причин склонности стали к образованию трещин, высокой хрупкости, низкой износостойкости. Для литых валков горячей прокатки рекомендована экономнолегированная заэвтектоидная сталь, основа которой состоит из тонкопластинчатого перлита с равномерно распределенными сфероидизированными включениями карбидной фазы.
Досліджено вплив основних структурних чинників на зносостійкість прокатних валків. Показано, що хімічна та структурна мікронеднорідність, яка виникає при кристлізації сталей заевтектоїдного складу, на практиці не усувається термообробкою і є однією з головних причин схильності сталі до утворення тріщин, високої крихкості, низької зносостійкості. Для литих валків гарячого прокатування рекомендовано застосовувати экономнолегировану заевтектоїдну сталь, основа якої складається з тонкопластинчатого перліту з рівномірно розподіленими сфероидизированными включеннями карбідної фази.
Influence of basic structural factors is investigational on wearing quality of rental rollers. It is shown that appearing during crystallization of hypereutectoid composition steel a chemical and structural micro-inhomogeneity is not removed by heat treatment, applied in practice, and is one of principal reasons of inclination of steel to formation of cracks, high fragility, subzero wearing quality. For the molten rollers of the hot rolling is recommended hypereutectoid steel basis of which consists of platy pearlite with the equipartition spheroidized including of carbidic phase.
|
| issn |
XXXX-0070 |
| url |
https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/62424 |
| citation_txt |
Исследование влияния структурной неоднородности на износостойкость сталей заэвтектоидного состава для валков горячей прокатки / П.Л. Литвиненко, В.И. Спиваков, Е.А. Шпак, В.К. Коваль, О.Ф. Клиновая // Фундаментальные и прикладные проблемы черной металлургии: Сб. научн. тр. — Дніпропетровськ.: ІЧМ НАН України, 2010. — Вип. 22. — С. 245-252. — Бібліогр.: 6 назв. — рос. |
| work_keys_str_mv |
AT litvinenkopl issledovanievliâniâstrukturnoineodnorodnostinaiznosostoikostʹstaleizaévtektoidnogosostavadlâvalkovgorâčeiprokatki AT spivakovvi issledovanievliâniâstrukturnoineodnorodnostinaiznosostoikostʹstaleizaévtektoidnogosostavadlâvalkovgorâčeiprokatki AT špakea issledovanievliâniâstrukturnoineodnorodnostinaiznosostoikostʹstaleizaévtektoidnogosostavadlâvalkovgorâčeiprokatki AT kovalʹvk issledovanievliâniâstrukturnoineodnorodnostinaiznosostoikostʹstaleizaévtektoidnogosostavadlâvalkovgorâčeiprokatki AT klinovaâof issledovanievliâniâstrukturnoineodnorodnostinaiznosostoikostʹstaleizaévtektoidnogosostavadlâvalkovgorâčeiprokatki AT litvinenkopl doslídžennâvplivustrukturnoíneodnorídnostínaznosostíikístʹstaleizaêvtektoídnogoskladudlâvalkívgarâčoíprokatki AT spivakovvi doslídžennâvplivustrukturnoíneodnorídnostínaznosostíikístʹstaleizaêvtektoídnogoskladudlâvalkívgarâčoíprokatki AT špakea doslídžennâvplivustrukturnoíneodnorídnostínaznosostíikístʹstaleizaêvtektoídnogoskladudlâvalkívgarâčoíprokatki AT kovalʹvk doslídžennâvplivustrukturnoíneodnorídnostínaznosostíikístʹstaleizaêvtektoídnogoskladudlâvalkívgarâčoíprokatki AT klinovaâof doslídžennâvplivustrukturnoíneodnorídnostínaznosostíikístʹstaleizaêvtektoídnogoskladudlâvalkívgarâčoíprokatki AT litvinenkopl researchtheinfluenceofstructuralheterogeneityonwearingqualityofhypereutectoidcompositionsteelforrollersofhotrolling AT spivakovvi researchtheinfluenceofstructuralheterogeneityonwearingqualityofhypereutectoidcompositionsteelforrollersofhotrolling AT špakea researchtheinfluenceofstructuralheterogeneityonwearingqualityofhypereutectoidcompositionsteelforrollersofhotrolling AT kovalʹvk researchtheinfluenceofstructuralheterogeneityonwearingqualityofhypereutectoidcompositionsteelforrollersofhotrolling AT klinovaâof researchtheinfluenceofstructuralheterogeneityonwearingqualityofhypereutectoidcompositionsteelforrollersofhotrolling |
| first_indexed |
2025-11-26T01:48:17Z |
| last_indexed |
2025-11-26T01:48:17Z |
| _version_ |
1850606992329015296 |
| fulltext |
245
УДК 669.017:669.15–194.54.001.5
П.Л.Литвиненко, В.И.Спиваков, Е.А.Шпак, В.К.Коваль,
О.Ф.Клиновая
ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ СТРУКТУРНОЙ НЕОДНОРОДНОСТИ НА
ИЗНОСОСТОЙКОСТЬ СТАЛЕЙ ЗАЭВТЕКТОИДНОГО СОСТАВА
ДЛЯ ВАЛКОВ ГОРЯЧЕЙ ПРОКАТКИ
Исследовано влияние основных структурных факторов на износостойкость
прокатных валков. Показано, что образующаяся при кристаллизации сталей заэв-
тектоидного состава химическая и структурная микронеоднородность не устраня-
ется термообработкой, применяемой на практике, и является одной из основных
причин склонности стали к образованию трещин, высокой хрупкости, низкой из-
носостойкости. Для литых валков горячей прокатки рекомендована экономноле-
гированная заэвтектоидная сталь, основа которой состоит из тонкопластинчатого
перлита с равномерно распределенными сфероидизированными включениями
карбидной фазы.
прокатные валки, сталь заэвтектоидного состава, структурная микроне-
однородность, износостойкость
Ведение. Одним из основных видов сменного инструмента горячей
деформации металла, от качества и эксплуатационной стойкости которого
во многом зависят технико–экономические показатели работы станов го-
рячей прокатки, качество и, в конечном итоге, себестоимость выпускае-
мой продукции, являются прокатные валки. В настоящее время на сорто-
прокатных станах горячей прокатки применяются в основном чугунные,
стальные кованые и стальные литые термообработанные валки. Повыше-
ние качества прокатных валков является актуальной проблемой.
Современное состояние вопроса и постановка задачи. В наиболее
жестких условиях эксплуатации в тяжелонагруженных черновых клетях
заготовочных и сортопрокатных станов горячей прокатки широкое при-
менение нашли литые термообработанные прокатные валки, изготавлива-
емые из заэвтектоидной стали типа 150ХНМ (ГОСТ 9487–70), легиро-
ванной хромом, никелем и молибденом (до 1,5 %; 1,3 % и 0,5 %, соответ-
ственно), с содержанием углерода от 1,0 до 2,0 %. По стойкости литые
стальные валки превосходят кованые в 2–4 раза, а по стоимости они де-
шевле кованых в 1,5– 2,0 раза [1,2]. За рубежом такие валки производят
Япония, Германия, Россия, с недавнего времени – Китай и другие страны.
В странах СНГ (кроме России) производство таких валков широкого рас-
пространения не получило, и они покупаются за рубежом.
Известно, что микроструктура стали типа 150ХНМ в рабочем слое
бочки валка в исходном (литом) состоянии представляет смесь тонкодис-
персного перлита и цементита, располагающегося по границам зерен в
виде сетки с участками грубого игольчатого строения. Средняя твердость
стали в рабочем слое бочки составляет 300–340 НВ. Структура металла
246
литых валков из этой стали после термической обработки согласно выше
названного ГОСТа «должна состоять из сорбитообразного перлита и
наиболее равномерно распределенных избыточных карбидов. Допускает-
ся тонкая разорванная сетка из скоагулированных карбидов по границам
зерен. Величина зерна должна быть не ниже 5–го балла по ГОСТ 5639—
65.» [3]. Получение такой структуры стали является сложной задачей,
требующей для своего решения наличия у производителя валков термиче-
ских агрегатов большой мощности и значительных энергозатрат на тер-
мическую обработку валковых отливок. У различных производителей
валков из заэвтектоидных сталей типа 150ХНМ, исходя из условий произ-
водства и назначения валков, существенно различаются состав стали, тех-
нология и режимы ее термической обработки.
Основным недостатком этой стали в качестве материала для изготов-
ления литых валков является ее склонность к трещинообразованию и по-
ниженные характеристики износо и термостойкости. Имеющиеся литера-
турные данные и большое многообразие применяемых на практике соста-
вов сталей для валков горячей прокатки свидетельствуют о том, что од-
ним из резервов повышения эксплуатационной стойкости валков из заэв-
тектоидной стали является ее комплексное легирование. В большинстве
работ с целью повышения стойкости валков, содержащих в своем составе
в широких пределах углерод (от 1,3 до 2,3 %), марганец (от 0,2 до 1,2 %),
кремний (от 0,3 до 0,9 %), их дополнительно легируют в большом количе-
стве хромом (до 6,0 %), никелем (до 2,5 %), молибденом (до 6,0 %), нио-
бием (до 3,0 %), вольфрамом (до 4,0 %) [4]. Однако это не всегда является
экономически наиболее выгодным из–за высокой дороговизны легирую-
щих элементов. В названных работах недостаточно внимания уделено ис-
следованиям процессов структурообразования, происходящих в сталях
типа 150ХНМ, в том числе при их дополнительном легировании. Вопросы
влияния легирования на количественные структурные характеристики
заэвтектоидных сталей (изменение величины действительного аустенит-
ного зерна, количества, размеров, распределения в матрице стали карбид-
ной составляющей и др.) остались недостаточно изученными. Некоторые
из этих вопросов рассматриваются в настоящем исследовании.
Целью работы явилось исследование основных структурных факто-
ров, влияющих на износостойкость заэвтектоидных сталей типа 150ХНМ,
и разработка рекомендаций производителям прокатных валков по выбору
стали для изготовления литых валков горячей прокатки высокой стойко-
сти.
Металлографические исследования проводили на оптическом микро-
скопе NEOFOT–32. Микроструктуру стали выявляли спиртовым раство-
ром азотной кислоты и тепловым травлением шлифов. Износостойкость
сталей определяли на кольцевых образцах по схеме «ролик–ролик» в
условиях трения качения с проскальзыванием на испытательной машине
СМЦ–2. Контробразцы изготовляли из стали марки У8, подвергнутой за-
247
калке и отпуску на уровень твердости 400 НВ. Продолжительность испы-
таний составляла 2 часа при нагрузке 750 Н и скорости вращения 300
об/мин. Износостойкость оценивали по потере веса образцов.
Изложение основных результатов исследований. Для установления
структурных особенностей, влияющих на износостойкость рабочего слоя
валков, исследовали микроструктуру сталей типа 150ХНМ в исходном
литом состоянии и структуру рабочего слоя термообработанных промыш-
ленных валков производства Магнитогорского металлургического комби-
ната, изготовленных из стали следующего химического состава: углерод –
1,51 %, кремний – 0,34 %, марганец – 0,54 %, хром – 1,07 %, никель – 1,04
%, молибден – 0,20 %.
Исходная структура исследуемой стали показана на рис.1.
а) х100. б) х400.
Рис.1. Исходная (литая) структура серийной стали 150ХНМ (ММК).
Она состоит из перлитной матрицы и вторичного цементита, выде-
лившегося по границам дендритных ветвей и первичных зерен аустенита
в виде сетки и в виде грубых пластин, растущих от пограничной сетки
внутрь дендритных ветвей (рис. 1.а). В междуветвиях дендритов образу-
ются участки эвтектического карбида (рис. 1.б). Вдоль сетки и пластин
вторичного карбида образуется ферритная оболочка. В зависимости от
скорости охлаждения ниже точки А1 эвтектоидный аустенит превращает-
ся либо в пластинчатый, либо частично в пластинчатый, а частично в зер-
нистый перлит.
Исследования микроструктуры стали после теплового травления об-
разца показали, что перлит и вторичный цементит окрасились в темный
цвет, тогда как карбидная фаза в ликвационных участках потравилась
слабее (рис.2).
Опыты по нагреву и закалке образцов показали, что при нагреве до
температуры 950–10000С сетка и иглы вторичного цементита полностью
растворяются в образующемся аустените. Цементитные образования в
междуветвиях дендритов аустенита не растворяются даже при температу-
ре 11400С. Структура образца, закаленного от температуры 11400С пока-
зана на рис.3. Так же видно, что структура стали в осевых участках денд-
248
ритов – мартенсит, а на периферийных участках, в междуветвиях дендри-
тов – аустенит.
Рис.2. Микроструктура стали
150ХНМ после теплового травле-
ния образца; х 100.
Рис.3. Структура образца, за-
каленного от температуры 1140
0С; х200.
Эти данные свидетельствуют о том, что аустенит, расположенный на
периферийных участках и в междуветвиях дендритов высоколегирован и
обладает высокой устойчивостью. При кристаллизации легированной ста-
ли происходит значительная дендритная ликвация углерода и легирую-
щих элементов, например, хрома. Так как скорость диффузии атомов
хрома значительно меньше скорости диффузии атомов углерода, а силы
связи атомов углерода с атомами хрома больше, чем атомов углерода и
железа, то диффузия атомов углерода уменьшается, она оказывается свя-
занной с диффузией атомов хрома. В ликвационных участках последние
порции жидкости обогащены углеродом до эвтектического состава, и
происходит эвтектическая реакция, в результате которой образуется леги-
рованный аустенит и эвтектический цементит. При остывании стали вто-
ричный цементит выделился из аустенита на эвтектическом цементите и
на границах аустенитных зерен. Дендритная неоднородность по хрому и
углероду, образовавшаяся в стали при кристаллизации, практически пол-
ностью сохраняется до комнатной температуры и сказывается на особен-
ностях структуры стали. Поэтому при тепловом травлении образца эвтек-
тический легированный цементит остался светлым, а в опыте с нагревом
образца он не растворился даже при температуре близкой к эвтектиче-
ской.
Наблюдаемая структурная неоднородность обусловливает высокую
хрупкость, склонность стали к трещинообразованию при остывании, низ-
кие ее пластичность, вязкость, износо– и термостойкость. По этой при-
чине в литом состоянии прокатные валки из заэвтектоидной стали
150ХНМ после низкотемпературного отжига при температуре 500 –700 0С
ограниченно применяются лишь в слабонагруженных промежуточных и
предчистовых клетях станов горячей прокатки. К валкам, предназначен-
249
ным для работы в тяжелонагруженных черновых клетях, с целью улучше-
ния их структуры и повышения комплекса свойств, применяется много-
цикловая, энергоемкая термическая обработка, направленная на измене-
ние формы и более равномерное распределения в структуре стали кар-
бидных фаз.
Микроструктуру стали 150ХНМ после термической обработки
(рис.4.) исследовали на образце, вырезанном из валка, обработанного по
принятому на ММК режиму после его выхода из эксплуатации. Из рис.4.а
видно, что в структуре термообработанного валка наблюдается почти не-
прерывная карбидная сетка по границам аустенитных зерен, большое ко-
личество избыточных карбидов пластинчатого (игольчатого) строения,
располагающихся как по границам первичных аустенитных зерен, так и
внутри зерна. В междуветвиях дендритов аустенита сохранились не рас-
творившиеся участки эвтектического карбида, и даже грубые участки
карбидной эвтектики. Эвтектоидный цементит сфероидизирован (рис.4.б),
основу стали составляет феррит.
а) х 250. б) х 1600.
Рис.4. Микроструктура стали 150ХНМ после термической обработки.
Высокая неравномерность распределения карбидной фазы, наблюдае-
мая в металлической матрице, выявляется и на рабочей поверхности вал-
ка. Микротрещины разгара (рис.5), образующиеся на поверхности при
эксплуатации валка, распространяются вглубь рабочего слоя прежде всего
по границам аустенитных зерен и междуветвиям дендритов аустенита в
участках, содержащих большое количество карбидной фазы. На рис.5а,
показана разветвленная по карбидной неоднородности микротрещина, ча-
стично замкнутая вокруг группы аустенитных зерен и инициирующая от-
рыв частицы металла с рабочей поверхности валка при его эксплуатации.
Интерес представляет тот факт, что достаточно развитые в карбидной не-
однородности трещины (как, например, трещина, показанная на рис. 5б)
тормозятся сразу же при переходе в структуру металла с мелким зерном и
сфероидизированной, равномерно распределенной по его объему карбид-
ной фазой.
Таким образом, одним из основных структурных факторов, неблаго-
250
приятно влияющих на трещиностойкость, износо– и термостойкость вал-
ковой стали является высокая степень ее структурной микронеоднородно-
сти, сохраняющаяся и после термической обработки валков.
а) х 200.
б) х 1600
Рис.5. Трещины разгара, образовавшиеся при эксплуатации в рабочем слое валка;
а – трещина инициирует отрыв частицы металла с рабочей поверхности; б – тре-
щина тормозится при переходе в структуру с мелким зерном и сфероидизирован-
ной, равномерно распределенной по объему металла карбидной фазой.
Как известно, более высокой износо– и термостойкостью обладают
стали с перлитной основой, имеющие мелкое зерно, тонкодисперсное
строение перлита и равномерное распределение в своей структуре избы-
точных фаз [5]. Следует ожидать, что для стали 150ХНМ это может быть
достигнуто путем ее дополнительного легирования карбидо– и нитридо-
образющими элементами, измельчающими зеренную структуру и элемен-
тами ослабляющими дендритную ликвацию углерода. В этом случае по-
следующей термической обработкой можно сформировать структуру ста-
ли, в основе своей состоящую из тонкопластинчатого перлита и равно-
мерно распределенных включений скоагулированных вторичных карбид-
ных фаз.
Для проверки этого предположения в процессе исследований были
выплавлены стали типа 150ХНМ с корректировкой содержания элементов
базового химического состава, дополнительно содержащие ванадий и ти-
тан до 0,1 и 0,04 %, соответственно, каждого. Исследования показали, что
при добавке в стали типа 150ХНМ указанных элементов, исходная зерен-
ная структура измельчается, сетка вторичного цементита, распределяясь
по границам более мелких зерен, значительно тоньше, чем в стали
150ХНМ, количество эвтектических карбидов меньше, или они вовсе не
образуются (рис. 6а).
На рис.6,б показана микроструктура рекомендуемой стали, термооб-
работанной по режиму, принятому на ММК. При термической обработке
вторичные карбиды легко коагулируют и распределяются равномерно по
границам мелких аустенитных зерен. Тонкопластинчатое строение перли-
та формируется при ускоренном охлаждении после гомогенизирующего
отжига в процессе термической обработки валковых отливок.
251
а) х100 б) 1600
Рис.6. Микроструктура стали типа 150ХНМ, микролегированной ванадием и тита-
ном; а – литая; б – после термической обработки по режиму ММК.
Для проведения сравнительных исследований механических свойств и
износостойкости разработанной для прокатных валков и серийной
150ХНМ сталей были изготовлены образцы из темплетов, термообрабо-
танных в одинаковых условиях. Результаты механических свойств и изно-
состойкости, как среднее из трех испытаний приведены в таблице.
Таблица. Результаты механических свойств и износостойкости прокат-
ных валков, изготовленных из рекомендуемой и серийной марок стали
Марка стали
Временное сопро-
тивление разрыву,
МПа
Ударная
вязкость,
МДж/м2
Твердость,
НВ
Потеря веса (износо-
стойкость),
г.
Рекомендуемая 541 0,12 308 0,854
Серийная 150ХНМ 535 0,11 287 1,026
Из данных таблицы видно, что рекомендуемая для литых прокатных
валков сталь при более высоких значениях механических характеристик
обеспечивает увеличение износостойкости в 1,2 раза по сравнению со
стандартной сталью 150ХНМ.
Необходимо отметить, что энергоемкость применяемых режимов тер-
мической обработки валков, при изготовлении их из разработанной стали,
имеющей исходную структуру с меньшей степенью карбидной неодно-
родности, может быть значительно снижена за счет сокращения продол-
жительности растворения карбидных фаз и продолжительности гомогени-
зации аустенита при высокотемпературном отжиге.
Резервом дальнейшего повышения эксплуатационной стойкости вал-
ков из разработанной стали может быть корректировка применяемых на
практике и разработка новых экономичных режимов их термической об-
работки.
Выводы. Разработан химический состав заэвтектоидной валковой
стали на основе 150ХНМ, дополнительно содержащей ванадий и титан до
0,1 и 0,04 %, соответственно каждого, обеспечивающий снижение ее
структурной неоднородности. Рекомендуемая для литых прокатных вал-
252
ков сталь при более высоких значениях механических характеристик име-
ет износостойкость в 1,2 раза выше по сравнению со стандартной сталью
150ХНМ.
1. Будагьянц Н.А., Карсский В.Е. Литые прокатные валки. – М. Металлургия, 1983.
– 245 с.
2 Свойства и стойкость валков из заэвтектоидной стали. / Т.С.Скобло,
В.А.Воронина, Н.И.Сандлер и др. // БНТИ ЧМ. – 1971. –Вып. 3(647). – С.35–
37.
3. ГОСТ 9487—70. Валки стальные цельнокованые и литые обжимных и сорто-
вых станов для горячей прокатки черных металлов. Технические требования.
4. Опыт производства и эксплуатации прокатных валков для сортовых и прово-
лочных станов. / М.А.Бабенко, Н.П.Белый, Ю.А.Дарда и др. // Труды шестого
конгресса прокатчиков. (Липецк, 18–21 октября 2005 г.). – Москва 2005. –
Том 1. – С.499–501.
5. Металловедение и термическая обработка стали и чугуна. . Справочник. /
Н.Т.Гудцов, М.Л.Бернштейн, А.Г.Рахштадт. – М.: Гос. научно–техническое
изд–во литературы по черной и цветной металлургии, 1956. – 1204 с.
6. Гуляев А.П. Металловедение. – М. Металлургия, 1978. – 648 с.
Статья рекомендована к печати
докт.техн.наук, проф. И.Г.Узловым
П.Л.Литвиненко, В.I.Спiваков, Е.А.Шпак, В.К.Коваль, О.П.Клинова
Дослідження впливу структурної неоднорідності на зносостійкість сталей
заєвтектоїдного складу для валків гарячої прокатки.
Досліджено вплив основних структурних чинників на зносостійкість прокат-
них валків. Показано, що хімічна та структурна мікронеднорідність, яка виникае
при кристлізації сталей заевтектоїдного складу, на практиці не усувається термоо-
бробкою і є однією з головних причин схильності сталі до утворення тріщин, ви-
сокої крихкості, низької зносостійкості. Для литих валків гарячого прокатування
рекомендовано застосовувати экономнолегировану заевтектоїдну сталь, основа
якої складається з тонкопластинчатого перліту з рівномірно розподіленими сфе-
роидизированными включеннями карбідної фази.
<<
/ASCII85EncodePages false
/AllowTransparency false
/AutoPositionEPSFiles true
/AutoRotatePages /None
/Binding /Left
/CalGrayProfile (Dot Gain 20%)
/CalRGBProfile (sRGB IEC61966-2.1)
/CalCMYKProfile (U.S. Web Coated \050SWOP\051 v2)
/sRGBProfile (sRGB IEC61966-2.1)
/CannotEmbedFontPolicy /Error
/CompatibilityLevel 1.4
/CompressObjects /Tags
/CompressPages true
/ConvertImagesToIndexed true
/PassThroughJPEGImages true
/CreateJDFFile false
/CreateJobTicket false
/DefaultRenderingIntent /Default
/DetectBlends true
/DetectCurves 0.0000
/ColorConversionStrategy /CMYK
/DoThumbnails false
/EmbedAllFonts true
/EmbedOpenType false
/ParseICCProfilesInComments true
/EmbedJobOptions true
/DSCReportingLevel 0
/EmitDSCWarnings false
/EndPage -1
/ImageMemory 1048576
/LockDistillerParams false
/MaxSubsetPct 100
/Optimize true
/OPM 1
/ParseDSCComments true
/ParseDSCCommentsForDocInfo true
/PreserveCopyPage true
/PreserveDICMYKValues true
/PreserveEPSInfo true
/PreserveFlatness true
/PreserveHalftoneInfo false
/PreserveOPIComments true
/PreserveOverprintSettings true
/StartPage 1
/SubsetFonts true
/TransferFunctionInfo /Apply
/UCRandBGInfo /Preserve
/UsePrologue false
/ColorSettingsFile ()
/AlwaysEmbed [ true
]
/NeverEmbed [ true
]
/AntiAliasColorImages false
/CropColorImages true
/ColorImageMinResolution 300
/ColorImageMinResolutionPolicy /OK
/DownsampleColorImages true
/ColorImageDownsampleType /Bicubic
/ColorImageResolution 300
/ColorImageDepth -1
/ColorImageMinDownsampleDepth 1
/ColorImageDownsampleThreshold 1.50000
/EncodeColorImages true
/ColorImageFilter /DCTEncode
/AutoFilterColorImages true
/ColorImageAutoFilterStrategy /JPEG
/ColorACSImageDict <<
/QFactor 0.15
/HSamples [1 1 1 1] /VSamples [1 1 1 1]
>>
/ColorImageDict <<
/QFactor 0.15
/HSamples [1 1 1 1] /VSamples [1 1 1 1]
>>
/JPEG2000ColorACSImageDict <<
/TileWidth 256
/TileHeight 256
/Quality 30
>>
/JPEG2000ColorImageDict <<
/TileWidth 256
/TileHeight 256
/Quality 30
>>
/AntiAliasGrayImages false
/CropGrayImages true
/GrayImageMinResolution 300
/GrayImageMinResolutionPolicy /OK
/DownsampleGrayImages true
/GrayImageDownsampleType /Bicubic
/GrayImageResolution 300
/GrayImageDepth -1
/GrayImageMinDownsampleDepth 2
/GrayImageDownsampleThreshold 1.50000
/EncodeGrayImages true
/GrayImageFilter /DCTEncode
/AutoFilterGrayImages true
/GrayImageAutoFilterStrategy /JPEG
/GrayACSImageDict <<
/QFactor 0.15
/HSamples [1 1 1 1] /VSamples [1 1 1 1]
>>
/GrayImageDict <<
/QFactor 0.15
/HSamples [1 1 1 1] /VSamples [1 1 1 1]
>>
/JPEG2000GrayACSImageDict <<
/TileWidth 256
/TileHeight 256
/Quality 30
>>
/JPEG2000GrayImageDict <<
/TileWidth 256
/TileHeight 256
/Quality 30
>>
/AntiAliasMonoImages false
/CropMonoImages true
/MonoImageMinResolution 1200
/MonoImageMinResolutionPolicy /OK
/DownsampleMonoImages true
/MonoImageDownsampleType /Bicubic
/MonoImageResolution 1200
/MonoImageDepth -1
/MonoImageDownsampleThreshold 1.50000
/EncodeMonoImages true
/MonoImageFilter /CCITTFaxEncode
/MonoImageDict <<
/K -1
>>
/AllowPSXObjects false
/CheckCompliance [
/None
]
/PDFX1aCheck false
/PDFX3Check false
/PDFXCompliantPDFOnly false
/PDFXNoTrimBoxError true
/PDFXTrimBoxToMediaBoxOffset [
0.00000
0.00000
0.00000
0.00000
]
/PDFXSetBleedBoxToMediaBox true
/PDFXBleedBoxToTrimBoxOffset [
0.00000
0.00000
0.00000
0.00000
]
/PDFXOutputIntentProfile ()
/PDFXOutputConditionIdentifier ()
/PDFXOutputCondition ()
/PDFXRegistryName ()
/PDFXTrapped /False
/Description <<
/CHS <FEFF4f7f75288fd94e9b8bbe5b9a521b5efa7684002000410064006f006200650020005000440046002065876863900275284e8e9ad88d2891cf76845370524d53705237300260a853ef4ee54f7f75280020004100630072006f0062006100740020548c002000410064006f00620065002000520065006100640065007200200035002e003000204ee553ca66f49ad87248672c676562535f00521b5efa768400200050004400460020658768633002>
/CHT <FEFF4f7f752890194e9b8a2d7f6e5efa7acb7684002000410064006f006200650020005000440046002065874ef69069752865bc9ad854c18cea76845370524d5370523786557406300260a853ef4ee54f7f75280020004100630072006f0062006100740020548c002000410064006f00620065002000520065006100640065007200200035002e003000204ee553ca66f49ad87248672c4f86958b555f5df25efa7acb76840020005000440046002065874ef63002>
/DAN <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>
/DEU <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>
/ESP <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>
/FRA <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>
/ITA <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>
/JPN <FEFF9ad854c18cea306a30d730ea30d730ec30b951fa529b7528002000410064006f0062006500200050004400460020658766f8306e4f5c6210306b4f7f75283057307e305930023053306e8a2d5b9a30674f5c62103055308c305f0020005000440046002030d530a130a430eb306f3001004100630072006f0062006100740020304a30883073002000410064006f00620065002000520065006100640065007200200035002e003000204ee5964d3067958b304f30533068304c3067304d307e305930023053306e8a2d5b9a306b306f30d530a930f330c8306e57cb30818fbc307f304c5fc59808306730593002>
/KOR <FEFFc7740020c124c815c7440020c0acc6a9d558c5ec0020ace0d488c9c80020c2dcd5d80020c778c1c4c5d00020ac00c7a50020c801d569d55c002000410064006f0062006500200050004400460020bb38c11cb97c0020c791c131d569b2c8b2e4002e0020c774b807ac8c0020c791c131b41c00200050004400460020bb38c11cb2940020004100630072006f0062006100740020bc0f002000410064006f00620065002000520065006100640065007200200035002e00300020c774c0c1c5d0c11c0020c5f40020c2180020c788c2b5b2c8b2e4002e>
/NLD (Gebruik deze instellingen om Adobe PDF-documenten te maken die zijn geoptimaliseerd voor prepress-afdrukken van hoge kwaliteit. De gemaakte PDF-documenten kunnen worden geopend met Acrobat en Adobe Reader 5.0 en hoger.)
/NOR <FEFF004200720075006b00200064006900730073006500200069006e006e007300740069006c006c0069006e00670065006e0065002000740069006c002000e50020006f0070007000720065007400740065002000410064006f006200650020005000440046002d0064006f006b0075006d0065006e00740065007200200073006f006d00200065007200200062006500730074002000650067006e0065007400200066006f00720020006600f80072007400720079006b006b0073007500740073006b00720069006600740020006100760020006800f800790020006b00760061006c0069007400650074002e0020005000440046002d0064006f006b0075006d0065006e00740065006e00650020006b0061006e002000e50070006e00650073002000690020004100630072006f00620061007400200065006c006c00650072002000410064006f00620065002000520065006100640065007200200035002e003000200065006c006c00650072002000730065006e006500720065002e>
/PTB <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>
/SUO <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>
/SVE <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>
/ENU (Use these settings to create Adobe PDF documents best suited for high-quality prepress printing. Created PDF documents can be opened with Acrobat and Adobe Reader 5.0 and later.)
>>
/Namespace [
(Adobe)
(Common)
(1.0)
]
/OtherNamespaces [
<<
/AsReaderSpreads false
/CropImagesToFrames true
/ErrorControl /WarnAndContinue
/FlattenerIgnoreSpreadOverrides false
/IncludeGuidesGrids false
/IncludeNonPrinting false
/IncludeSlug false
/Namespace [
(Adobe)
(InDesign)
(4.0)
]
/OmitPlacedBitmaps false
/OmitPlacedEPS false
/OmitPlacedPDF false
/SimulateOverprint /Legacy
>>
<<
/AddBleedMarks false
/AddColorBars false
/AddCropMarks false
/AddPageInfo false
/AddRegMarks false
/ConvertColors /ConvertToCMYK
/DestinationProfileName ()
/DestinationProfileSelector /DocumentCMYK
/Downsample16BitImages true
/FlattenerPreset <<
/PresetSelector /MediumResolution
>>
/FormElements false
/GenerateStructure false
/IncludeBookmarks false
/IncludeHyperlinks false
/IncludeInteractive false
/IncludeLayers false
/IncludeProfiles false
/MultimediaHandling /UseObjectSettings
/Namespace [
(Adobe)
(CreativeSuite)
(2.0)
]
/PDFXOutputIntentProfileSelector /DocumentCMYK
/PreserveEditing true
/UntaggedCMYKHandling /LeaveUntagged
/UntaggedRGBHandling /UseDocumentProfile
/UseDocumentBleed false
>>
]
>> setdistillerparams
<<
/HWResolution [2400 2400]
/PageSize [612.000 792.000]
>> setpagedevice
|