Разработка и внедрение стали повышенной хрупкой прочности для бандажей составных опорных валков

• Автор: Камалов, Владимир Зиновьевич
• Шифр специальности: 05.16.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1984
• Место защиты: Краматорск
• Количество страниц: 190 c. : ил

Содержание
Введение
1. Условия эксплуатации и надежности крупных составных опорных валков аналитический обзор ТО

1.1. Условия эксплуатации и анализ стойкости опорных

валков листовых станов

1.2. Критический анализ технологии производства

составных опорных валков

1.3. Материалы, применяемые для бандажей составных

опорных валков

1.4. Выводы по первой главе и аацачи исследования

2. Методика экспериментальных исследований

2.1. Выбор и обоснование стратегии исследования
2.2. Выплавка, ковка и термическая обработка опытных
сталей
2.3. Исследование трещиностойкости, скорости развития трещин и определение вязкости разрушения
2.4. Исследование сопротивления пластическим деформациям
в условиях объемного неравномерного сжатия
2.5. Методика оценки сопротивления усталости
2.6. Особенности определения прокаливаемости
2.7. Определение критических точек и изучение кинетики распада переохлажденного ауотенитэ
2.8. Определение механических свойств
2.9. Определение контактной прочности
2Методика исследования остаточных напряжений
в натурных бандажах
2.П.Элнктронномикроскопические исследования
2 Выводы по второй главе
3. Результаты экспериментального исследования и разработка комплекснолегированной стали для бандажей
3.1. Экспериментальная оценка целесообразных легирующих композиций стали для бандажей
3.2. Оптимизация химического состава и технологии термообработки стели для бандажей составных опорных валков
3.3. Структура и свойства стали разработанного состава
3.3.1. Структура и особенности распада переохлажденного аустенита разработанной стали
3.3.2. Склонность сталей ХСМФ и 9ХФ к хрупкому разрушению
3.3.3. Механические свойства сталей ХСМФ и 9ХФ
3.3.4. Сопротивление усталости сталей ХСМФ и 9ХФ
в условиях объемного и контактного нагружения
3.4. Выводы по третьей главе
4. Свойства стали разработанного состава в бандажах промышленного производства
4.1. Особенности технологии изготовления бандажа из стали разработанного состава в промышленных условиях
4.2. Остаточные напряжения, структура и механические свойства натурных бандажей из стали 6СХСМФ
4.3. Выводы по четвертой главе
5. Изготовление и опытнопромышленное опробование составных опорных валков из стали ХСМФ
5.1. Технология изготовления бандажей
5.2. Сравнительный анализ стойкости составных опорных валков из сталей ХСМФ и 9ХФ на станах завода Запорожсталь
5.3. Новый способ крепления бандажа на оси
5.4. Техникоэкономическая целесообразность применения разработок
5.5. Выводы по пятой главе
6. Заключение
Литература


Практика показывает, что обьеынозакаленные цельнокованые опорные валки с твердостью бочки Н5 имеют высокий уровень остаточных напряжений и, как правило, разрушаются на первьх стадиях эксплуатации, другим не менее важным недостатком этих валков является ограниченная прокаливаемость в больших сечениях и, как следствие, значительное снижение твердости на глубине активного рабочего слоя[,]. Поверхностнозакаленные цельнокованые валки имеют более равномерное распределение твердости, чем обьемнозакаленкые, однако, преждевременный выход их из строя происходит по причине выкроши-ваний и отслоений закаленного слоя[3,,,,1]. Применение для изготовления опорных валков цельнокованых заготовок определяет еще один неблагоприятный фактор. Как известно [,,] при изготовлении и эксплуатации крупногабаритных конструкций особую роль приобретает масштабный фактор. Пораженность крупногабаритных поковок дефектами металлургического производства, а также возникшими в результате последующих технологических операций, возрастает с увеличением развеса заготовок. Кроме того, масштабный фактор влияет на вероятность возникновения разрушения, которая повышается с увеличением габаритов деталей, изготовленных из одних и тех же материалов. В связи с этим представляется целесообразным изготовление крупногабаритных валков в составном исполнении. В составных опорных валках удается избежать вышеприведенных недостатков, и тем самым обеспечить более высокую стойкость. В табл. ХФ [2]. Мате она л I Термообработка К-во валка ! ТПЧ с последующим отпуском. Следует отметить, что в бандажах составных опорных валков представляется возможным обеспечить повышенную твердость. Из приведенных данных следует, что количество прокатанного металла на I мм сьема активного слоя вдвое больше при работе составных валков по сравнению с цельноковаными. Как следует из сопоставления статистических данных (табл. Г.т) средний сьем на радиус цельнокованых валков за одну перешлифовку составляет 4,мм, а для составных - 2, мм, что в 2,3 раза меньше. Повышенная стойкость составных опорных валков по сравнению с цельноковаными связана [2] с равномерным и более глубоки! Таким образом, целесообразность применения составных валков, очевидна, несмотря на несколько большую трудоемкость их изготовления [2,,3,6]. Вместе с тем опыт эксплуатации и производства составных опорных валков показывает, что имеют место хрупкие разрушения бандажей. В процессе изготовления разрушения бандажей связзнну основному относительно низкой хрупкой прочностью применяемых сталей, с повышенным уровнем остаточных напряжений и напряжениями, вызванными чрезмерным натягом [,2]. Основными причинами выхода из строя составных опорных валков в эксплуатации являются растрескивание бандажа (хрупкое разрушение), смещение бандажа относительно оси, остаточный прогиб [,,2,3]. Ряс. На рис. Запорожсталь". Разрушения бандажей после горячей посадки связаны с конструктивным исполнением сопрягаемых участков бандажа и оси, а также с общим уровнем остаточных напряжений в бандаже [,,,6, 5]. Как правило, при таком разрушении наблюдается трещина,располагающаяся строго по образующей бандажа в направлении действия максимальных напряжений от натяга. Ранее максимальный натяг, равный 0,5 посадочного диаметра, создавался на средине длины посадочного участка оси на полосе шириной - мм. Б процессе эксплуатации указанных составных валков на заводе "Запорожсталь" происходило раскатывание узкой полоски и осевое смещение бандажа. Ша). Для предотвращения смещения бандажей была изменена конструктивная схема посадочных участков, увеличена максимальная величина натяга до 0,1 посадочного диаметра,и зону контактного сопряжения распространили на т/3 длины бандажа[]. Указанные изменения в конструкции составных опорных валков привели к резкому росту числа разрушений бандажей после сборки и на начальных стадиях эксплуатации. Об этом свидетельствуют, например, результаты статистического анализа причин выхода из строя составных опорных валков за последние годы по заводу "Запорожсталь” (рис. Рис.