Способ термической обработки литых валков из заэвтектоидной стали

 

Изобретение относится к области черной металлургии, в частности к термической обработке литых валков ДЛЯ станов горячей прокатки из заэвтектоидной стали, преимущественно из сталей марок 150ХНМФ и 150Х2НМФ. Целью изобретения является сокращение длительности термической обработки при сохранении уровня механических свойств рабочего слоя валка. Способ термической обработки валков вклю-- чает нагрев (Н) со скоростью 15- 25°С/ч до 630-670 с, выдержку (В) в течение 6ч, Н до температуры гомогенизации 1080-1120 С со скоростью 45-55 С/ч в течение 4 ч, охлаждение со скоростью 85-90°С/ч до 400-450 С, Н до температуры аустенизации 900 - 940°С со скоростью 45-35 С/ч. В в течение 6 ч, охлаждение до 400 - 450 С со скоростью О-ТбО С/ч, Н до температуры отпуска 500-550°С со скоростью 45-55°С/ч, В в течение 4 ч и окончательное охлаждение на воздухе . Сокращение длительности термической обработки достигается за счет увеличения температуры гомогенизации и сокращения длительности выдержки при температурах гомогенизации , аустенизации, отпуска, а также за счет увеличения скорости охлаждения после аустенизации и понижения температуры отпуска. 1. табл. (Л IsD СЛ

СОЮЗ ССаЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„„SU„„1257108 (51) 4 С 21 D 9/38

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н A BTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3804889/22-02 (22) 22. 10.84 (46) 15. 09. 86 Бюл. Р 34 (71) Институт черной металлургии (72) Я .Н.Малиночка, В.С.Лучкин, M.À.0ëèõoâà, П.Л.Литвиненко, А.А.Филиппенков, Н.В.Шерстнев, M.È.Àðøàíñêèé, В.Д.Воронов, В.С.Губерт, M.À.Стамбульчик и И.M.Øàìîíoâà (53) 621.785 .79 (088.8) (56) Патент СРР Р 72978, кл. С 21 D 9/38, опублик. Р 1980.

Производство прокатных валков из стали 150Х2НМФ. Технологическая инструкция ТИ-35-Л-78 . 1978, с. 24-27. (54) СПОСОБ ТЕРМИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ

ЛИТЫХ ВАЛКОВ ИЗ ЗАЭВТЕКТОИДНОЙ СТАЛИ (57) Изобретение относится к области черной металлургии, в частности к .термической обработке литых валков для станов горячей прокатки из заэвтектоидной стали, преимущественно из сталей марок 150ХНМФ и 150Х2НМФ.

Целью изобретения является сокращение длительности термической обработки при сохранении уровня механических свойств рабочего слоя валка. Способ термической обработки валков включает нагрев (Н) со скоростью 1525 С/ч до 630-670 С, выдержку (В) в течение 6 ч, Н до температуры гомогенизации 1080-1120 С со скоростью о

45-55 С/ч в течение 4 ч, охлаждение со скоростью 85-90 С/ч до 400-450 С, Н до температуры. аустенизации 900—

940 С со скоростью 45-55 С/ч. В в течение 6 ч, охлаждение до 400—

450 С со скоростью 150-160 С/ч, Н до температуры отпуска 500-550 С со скоростью 45-55 С/ч, В в течение 4 ч и окончательное охлаждение на воздухе. Сокращение длительности термической обработки достигается sa счет увеличения температуры гомогенизации и сокращения длительности выдержки при температурах гомогенизации, аустенизации, отпуска, а также за счет увеличения скорости охлаждения после аустенизации и понижения температуры отпуска. 1. табл.

1257108

Изобретение относится к черной металлургии, в частности к терми— ческой обработке литых валков для станов горячей прокатки.

Целью изобретения является сокра5 щение длительности термической обработки при сохранении уровня механических свойств на глубине рабочего слоя валков.

Сущность изобретения заключается в следующем.

Нагрев от 630-670 С до более высокой температуры гомогенизации по предлагаемому способу (1080-1120 С)

15 в сравнении с известным (1050 С) при сокращении до 4 ч времени термообработки обеспечивает прохождение в структуре металла таких же превращений, что и по известному способу:

20 растворение вторичных карбидов и выравнивание неоднородности при определенной величине аустенитного зерна. Нагрев выше 1120 С опасен из-за возможности подплавления эвтектичес«их составляющих в стали, Необходимая степень указанных структур превращений при гомогенизации при 1080-1120 С обеспечивается выдержкой в течение 4 ч. Увеличение

30 выдержки свыше 4 ч нецелесообразно из-за увеличения продолллтелъности процесса термообработки, а выдержка менее 4 ч не обеспечивает необходимой степени структурных превращений.

Меньшая продолжительность выдержки при температуре аустенизации

900-940 С по предложенному способу (6 ч) в сравнении с известным (26 ч) обеспечивает ту же степень дробления сетки вторичных карбидов в стали, При этом толщина металла, претерпевающего данное структурное превращение, уменьшается, однако остается пе менее 30 мм, что соответст)зует . 45 рабочему слою валков, испытывающему эксплуатационные нагрузки. Выдержка менее 6 ч приззодит к уменьшению толщины рабочего слоя валка с необходимой мпкроструктурой, что понижает его работоспособность.

Более высокая скорость охлаждения до 400-450 С от температуры аустенизации по предлагаемому способу (150-160 С/ч) в сравнении с извест- 55 ным (85-90 С/ч) обеспечивает сокращение цикла термообработки и повышает степень дисперсности продуктов распада аустенита, Увеличение эт ои скорости опасно из-за возможного растрескивания валков, Нагрев от 400-450 С на третьей стадии до меньших температур отпуска по предложенному способу (500-550 С) в сравнении с известным (700 С) обеспечивает необходимую степень сфероидизации эвтектоидных карбидов и снятие термических напряжений. Нагрев до более высоких температур приводит к разупрочнению материала валка за счет полной сфероидизации эвтектоидных карбидов; температура отпуска ниже 500 С требует удлинения времени выдержки для снятия термических напряжений, Указанные изменения в материале валка при температуре отпуска 500 о

550 С обеспечиваются выдержками в течение 4 ч. Увеличение времени отпуска или его уменьшение приводят к отрицательным эффектам соответст зенно для увеличения и уменьшения температуры отпуска.

Охлаждение от температуры отпус«а по предлагаемому способу (на воздухе) в сравнении с известным (охлаждение со скоростью 25 С/ч до

200 С и далее на воздухе), позволяет

I сократив длительность цикла термической обработки, сохранить износостойкость рабочего (глубина 30 мм) слоя валка.

Пример. С целью сравнения предлагаемого способа с известным в индукционной печи в атмосфере воздуха выплавляли сталь 150ХНМФ слеJ дующего химического состава,. вес.Х:

Углерод 1,52

Марганец 0,73

Кремний 0,48

Хром 1,81

Никель 1,04

Молибден 0,25

Ванадий 0,19

Фосфор 0,039

Сера " 0,035

Железо Остальное

Сталь разливалась в земляные сухие формы диаметром 60 и 120 мм.

Из осевых участков полученных отливок для испытания износостойкости изготавливались образцы диаметром 36 мм и толщиной 6 мм. Испытания проводили по схеме с замкнутым кинематическим контуром при фиксиро125 i 108 ченные данные свидетельствуют о том

1 что применение предложенного способа термической обработки обеспечивает такую же износостойкость стали

5 150ХНМФ в отливках сечением 60 мм (0,824-0,828 r), что и известного, в отливках с сечением более 60 мм, в частности с сечением 120 мм (0,821-0,826 г).

Это же подтвержпается результата" ми сравнительных механических испытаний, приведенных в таблице.

Режим термической обработки по способу

Временное сопротивление

Предел прочности при изгибе, MIa

Ударная вязкость, ИДж/м2

Твердость,.

НВ разрыву, ИПа

0,11 287

О, 13 291

602

535

Прототипу

608

Проводилась также термическая обработка валков из стали марки

150ХНМФ по двум способам.

Известный способ включал посадку валков в печь при 250 С с выдержкой

4 ч, нагрев во скоростью 20 С/ч до

650 С и выдержкой 6 ч, затем нагрев со скоростью 50 С/ч до 1050 С и выдержка 16 ч, охлаждение со скоростью

80-90 С/ч до 400 С; нагрев со скоростью 50 С/ч до 850 С и выдержка 40 о

24 ч, охлаждение со скоростью 130 С/ч до 400 С, нагрев со скоростью 50 С/ч до 900 С и вьдержка 10 ч, охлаждение со скоростью 120 С/ч до 400 С, нагрев со скоростью 50 С/ч до 600 С 4> и выдержка 16 ч, охлаждение со скоростью 25- С/ч до 200 С.

Термическая обработка по предложенному способу включала посадку валков в печь при 250 С и вьдержка

4 ч, нагрев со скоростью 20 С/ч до

650 С и вьдержка 6 ч, нагрев со скоростью 20 С/ч до 650 С и выдержка

6 ч, нагрев со скоростью 50 С/ч до

1100 С и выдержка 4 ч, охлаждение со скоростью 80-90 С/ч до 400 С, нагрев со скоростью 50 С/ч до 920 С и выдержка 6 ч, охлаждение со скоростью ванной степени проскальзывания образцов (10K) в паре трения диск по диску. Все образцы до испытаний подвергались приработке. Продолжительность испытаний составляла 2 ч при загрузке 750 Н и скорости вращения

300 об/мин.

Величину износа определяли по потере веса, для чего образцы обезжиривали в ацетоне и взвешивали на аналитических весах с точностью до третьего знака после запятой, ПолуПредлагаемому 531. 150-16О С/ч до 400 С, нагрев со скоростью 50 С до 500 С и вьдержка 4 ч, охлаждение на воздухе.

Было сделано по 9 постановок на стан валков, обработанных по указанных режимам. Средняя стойкость валков, обработанных по известному способу, составила 2500 колес на 1мм износа при среднеквадратичном отклонении 94 колеса на 1 мм износа.

Средняя стойкость валков, обработанных по предложенному способу, составила 2430 колес на 1 мм износа при среднеквадратичном отклонении

40 колес на 1 мм износа. Таким образом, стойкость валков, обработан.ных по указанным режимам, практически одинакова при уменьшении продолжительности термической обработки валков по предложенному способу в

2 раза (со 150 до 70 ч).

Формула изобретения

Способ термической обработки литых валков иэ заэвтектоидной стали, преимущественно из сталей марок

150ХНИФ и 150Х2НМФ, включающий нагрев со скоростью 15-25 С/ч до 630

108

Составитель О. Липгарт

Редактор Н.Швыдкая Техред И.Попович Корректор А.Зимокосов

Заказ 4883/21 Тираж 552 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, r, Ужгород, ул, Проектная, 4

S 1257

670 С, выдержку в течение 6 ч, нагрев до температуры гомогенизации со скоростью 45-55 С/ч, выдержку, охлаждение со скоростью 85-90 С/ч до

400-450 С, нагрев до температуры аустенизации 900-940 С со скоростью

45-55 С/ч, выдержку, охлаждение до

400-450 С, нагрев до температуры отпуска со скоростью 45-55 C/÷, выдержку.и окончательное охлаждение, о т л и ч а ю шийся тем, что„ с целью сокращения длительности термической обработки при сохранении уровня механических свойств на глубине рабочего слоя валков, гомогенизацию ведут при 1080-1120 С с выдержкой 4 ч, выдержку при температуре аустенизации проводят в течение 6 ч, охлаждение после аустенизации осуществляют со скоростью 150

160 С/ч, отпуск ведут при 500—

550 С в течение 4 ч, а окончательное охлаждение проводят на воздухе.