Способ восстановления валков станов холодной прокатки

 

1. СПОСОБ ВОССТАНОВЛЕНИЯ ВАЛКОВ СТАНОВ ХОЛОДНОЙ ПРОКАТКИ, преимущественно наплавленных теплостойкими сталями, включающий отпуск отличающийся тем, что, с целью повьщ1ения стойкости валков путем предупреждения отслоений наплавленного металла при сохранении твердости наплавленного слоя, отпуск проводят в интервале: температура рекристаллизации основного металла температура отпуска наплавленного металла. 2. Способ по п. 1,отличающ и и с я тем, что отпуск проводят после прокатай валком 80-90% нормы (Л прокатываемого металла.

(l9) (I )) СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН (s))4 С 21 D 9/38. ч" с

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABTOPCKOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3726443/22-02 (22) 13.04.84 (46) 23.10.85. Бюл. В 39 (72) Н.Н.Малушин, Н,С.Зубков и Л.Н.Рудакова (71) Сибирский металлургический ордена Трудового Красного Знамени институт им. Серго Орджоникидзе (53) 621 785.375(088.8) (56) Полухин В,П, и др. Надежность и долговечность валков холодной прокатки. - М .: Металлургия, 1976, с. 442, Там же, с. 443. (54) (57) 1. СПОСОБ ВОССТАНОВЛЕНИЯ

ВАЛКОВ СТАНОВ ХОЛОДНОЙ ПРОКАТКИ, преимущественно наплавленных теплостойкими сталями, включающий отпуск отличающийся тем, что, с целью повышения стойкости валков путем предупреждения отслоений наплавленного металла при сохранении твердости наплавленного слоя, отпуск проводят в интервале: температура рекристаллизации основного метапла— температура отпуска наплавленного металла.

2. Способ по п. 1, о т л и ч а юФ шийся тем, что отпуск проводят Е после прокатки валком 80-90Х нормы прокатываемого металла.

118666 i

l0 ления основного металла с наплавленным, при этом структура металла и 20 его свойства становятся аналогичными евойствам валка, который не был в эксплуатации. Высокотемпературный отпуск полностью снимает наклеп в основном металле в зоне сплавления 25 и восстанавливает его усталостную прочность до первоначальных значений.

Устранение зоны наклепа предотвращает зарождение очагов усталостного разрушения и существенно снижает ве- щ роятность образования отслоений. Тем самым устраняется основная причина выхода валков из строя — наклеп переходной зоны, за счет чего стойкость их возрастает.

Нижняя граница предлагаемого температурного интервала ограничена температурой начала рекристаллизации основного металла (450 C) . Процессы рекристаллизации протекают тем быст- 4, рее, чем выше температура нагрева.

Поэтому температуру отпуска для снятия наклепа целесообразнее выбирать как можно вьппе, но не ниже, чем температура рекристаллизации, так как применение более низкой температуры отпуска, меньшей, чем температура рекристаллизации, не позволяет полностью восстановить исходные свойства зоны оплавления, так как низкая температура нагрева и происходящий при ней возврат несколько повышают пластичность, но лишь рекристаллизация полностью восстанавливает исходную (до наклепа) пластичность металла.

Проведение дополнительного отпуска наплавленного теплостойкими стаИзобретение относится к способам повышения стойкости рабочих валков холодной прокатки с наплавлепным рабочим слоем и может быть использовано на заводах, производящих холодный 5 прокат.

Цель изобретения — повышение стойкости валков путем предупреждения отслоений наплавленного ме-.алла при сохранении твердости наплавленного слоя.

Применение высокотемпературного отпуска в процессе эксплуатации наплавленного валка приводит пластически деформированный металл в более устой-15 чивое структурное состояние, причем за счет явления рекристаллизации. полностью снимается наклеп зоны сплавлями высокой твердости рабочего слоя указанном температурном интервале не вызывает снижения твердости и также способствует повышению его усталостной прочности, Увеличение температуры отпуска выше температуры отпуска наплавленного металла приводит к снижению твердости наплавленного теплостойкими сталями поверхностного слоя, Твердость снижается вследствие распада мартенсита, коагуляции карбидов. Снижение твердости наплавленного слоя в свою очередь отрицательно сказывается на износостойкости прокатных валков.

Наплавленные валки необходимо подвергать высокотемпературному отпуску после прокатки 80-903 нормы металла, которая устанавливается для каждого конкретного случая на основании статистических данных по стойкости валков. Ограничение срока службы наплавленного валка до отпус- ка 80-907 нормы прокатываемого металла объясняется следующим. При отработке валком менее 80Х нормы прокатываемого на нем металла выход из строя по причине отслоения наплавленного слоя практически не наблюдается. Поэтому преждевременное снятие валка с эксплуатации снижает общий срок его службы. При обработке валком более 90Х нормы прокатываемого на нем металла в некоторых случаях наблюдается зарождение усталостных трещин в наклепанном слое, которые не устраняются при отпуске и получают дальнейшее развитие в процессе эксплуатации уже в первые часы работы.

Пример. Из прокатных валков (основной металл сталь ЗОХГСА, наплавленный металл. сталь Р18А10) вырезают диски для испытаний на усталость толщиной 10-15 мм. Испытания на усталость производят на вращающемся образце с приложением постоянной нагрузки. Напряжения сжатия в зоне контакта составляют 3500-4000 ИПа.

На первом этапе испытаний определяется условная норма прокатываемого металла (число циклов до отслоения напавленного металла) ° Статистически установлено, что при обкатке твердосплавными роликами отслоения наплавленного металла наблюдаются после 5 10 циклов нагружения (ус5

1186663

Партия

Контролируея4й параметр L

") 7 (известный) 4 5

Температура отпуска, С о

400

450

520

580

650

290

Твердость нап.— лавленного (поверхностного) слоя пос- ле отпуска HRC

64-65 64-65

64-65,5 64-65,6 63,5-64 48-49

64-65 ловнпя норма прокатываемого металла) . В некоторых единичных случаях отслоения наблюдаются после 4 5 х

У х 10 циклов нагружения, т.е. после 907. условной нормы прокатываемого. При нагружении меньшим числом циклов, чем 4,5 10 (902 нормы), отслоений наплавленного металла не наблюдается.

Дальнейшим испытаниям на уста- 10 лость подвергают семь партий дисков.

Первая партия подвергается обкатке твердосплавными роликами до появления отслоений наплавленного металла (5 -10 циклов нагружения) . Осталь- 15

5 ные шесть партий дисков после нагружения, соответствующего 80,80,85,90, 80 и 85Х условной нормы прокатанного металла (таблица, партии 2-7), подвергают отпуску при различной темпе- 20 ратуре с выдержкой 1 ч, затем продолжается их обкатка до разрушения (отслоения) наплавленного слоя.

В процессе испытаний контролируется твердость дисков по их сечению. 25

Твердость наплавленного металла составляет 63-64 HRC, основного 28—

30 HRC. В процессе эксплуатации (наклепа) твердость наплавленного металла возрастает до 64-65 HRC, а твердость зоны сплавления — до 35

36 HRC, Результаты испытаний представлены в таблице.

Испытания показывают, что примене-З ние высокотемпературного отпуска в сравнении с известным способом в тем- пературном интервале: температура рекристаллизации основного металла — температура отпуска наплавленного металла (450-580 С, партии 3о 40

5) приводит к повьппению стойкости наплавленных дисков в 1,6-1,9 раза за счет повышения усталостпой прочности основного металла (снятия наклепа,о исходных значений твердости и пластичности) при сохранении высокой твердости наплавленного слоя (63,5-64,5 HRC). Рекристаллиэация полностью восстанавливает свойства эоны сплавления.

Проведение отпуска при более низкой температуре, чем температура рекристаллиэации (партия 2), не позволяет существенно повысить усталостную прочность, так как при этом не устраняется наклеп зоны сплавления. Некоторое повьппение усталостной прочности (на 10-20K) объясняется процессами возврата, протекающими при 250 и 400 С.

Проведение отпуска при болде высокой температуре, чем температура отпуска теплостойкой стали на максимальную твердость, приводит к снятию наклепа и резкому снижению твердости наплавленного слоя (до 48

49 HRC),что недопустимо для валков холодной прокатки.

Таким образом, реализация предлагаемого способа обеспечивает существенное повышение усталостной прочности основного металла и стойкости наплавленных валков станов холодной прокатки за счет предупреждения отслоений наплавленного слоя при сохранении его высокой твердости.

Увеличение стойкости наплавленных валков позволяет, несмотря на введение дополнительной термической обработки в процессе эксплуатации валков, снизить расход валков в

1,6-1,9 раза и существенно снижает потребность в валках и затраты на их производство.

1186663

Продолжение таблицы

Контролируемый параметр

Партия

7(известный) 35-36 32,5-34 30

28

28 33-34

80

90

85

5 5

5 10 6 10

В некоторых единичных случаях наблюдаются трещины и отслоения после прокатки 957. нормы прокатанного металла.

Составитель И.Липгарт

Техред Л.Микеш Корректор В. Гирняк

Редактор Н.Яцола

Заказ 6505/29 Тираж 552 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д, 4/5

Твердость зоны сплавления после отпуска, HRC

Условная норма прокатанного металла, Ж до проведения отпуска

Число циклов нагружения до пбявления разрушения (отслоения) наплавленного слоя

5 5 6 6 5

910 9,5 10 1,010 1,1 10 5,5 10

Филиал ППП "Патент", г.ужгород, ул.Проектная, 4