Структура и свойства валковых сталей с 5% хрома и выбор рациональных режимов их термообработки

• Автор: Худорожкова, Юлия Викторовна
• Шифр специальности: 05.16.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2007
• Место защиты: Екатеринбург
• Количество страниц: 160 с. : ил.

1. ВЛИЯНИЕ ЛЕГИРОВАНИЯ И СПОСОБОВ УПРОЧНЕНИЯ НА СТРУКТУРНОЕ СОСТОЯНИЕ И СВОЙСТВА СТАЛЕЙ ДЛЯ ВАЛКОВ ХОЛОДНОЙ ПРОКАТКИ АНАЛИТИЧЕСКИЙ ОБЗОР

1.1. Требования, предъявляемые к валкам холодной прокатки

1.2. Влияние легирующих элементов на свойства валков холодной прокатки

1.3. Основные этапы технологии изготовления валков холодной прокатки

1.3. I. Ковка заготовок для валков холодной прокатки

1.3.2. Режимы термической обработки используемые при

изготовлении валков холодной прокатки

1.3.2.1. Предварительная термическая обработка

1.3.2.2. Окончательная термическая обработка

1.4. Пути повышения качества валков холодной прокатки

1.5. Постановка задачи исследования

2. МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЙ
2.1. Выбор материалов
2.2. Методика исследования
3. ОСОБЕННОСТИ ФАЗОВЫХ ПРЕВРАЩЕНИЙ ПРИ НАГРЕВЕ И ОХЛАЖДЕНИИ СТАЛЕЙ С 5 ХРОМА
3.1. Экспериментальное и аналитическое определение критических точек исследуемых сталей
3.2. Температура начала мартенситного превращения
3.3. Распад переохлажденного аустенита в изотермических
условиях
3.4. Структурные диаграммы исследуемых сталей
3.5. Карбидная фаза в исследуемых сталях
3.6. Прокаливаемость исследуемых сталей
3.7. Выводы по главе
4. ВЛИЯНИЕ ТЕМПЕРАТУРЫ НАГРЕВА ПОД ЗАКАЛКУ НА СТРУКТУРУ И СВОЙСТВА СТАЛЕЙ
4.1. Количество остаточного аустенита исследуемых сталей
4.2. Рост аустенитного зерна
4.3. Структура исследуемых сталей
4.4. Твердость после закалки
4.5. Износостойкость сталей 9Х5МФС и Х5МФС
4.6. Выводы по главе
5. ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОЦЕССОВ ПРОИСХОДЯЩИХ ПРИ ОТПУСКЕ СТАЛЕЙ ДЛЯ ВАЛКОВ ХОЛОДНОЙ ПРОКАТКИ С ПОВЫШЕННЫМ СОДЕРЖАНИЕМ ХРОМА
5.1. Сопротивление разупрочнению при отпуске исследуемых
статей
5.2. Резистометрическое исследование
5.3. Влияние режимов низкого отпуска на коэрцитивную силу
5.4 Влияние режимов низкого отпуска на статическую трещиностойкость
5.5. Влияние температуры и времени отпуска на количество остаточного аустенита
5.6. Выводы по главе
6. РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ИЗМЕНЕНИЮ ТЕХНОЛОГИИ ТЕРМИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ ВАЛКОВ ХОЛОДНОЙ ПРОКАТКИ С 5 ХРОМА
6.1. Закалка рабочих и опорных валков с индукционным нагревом токами промышленной частоты
6.2. Низкотемпературный отпуск рабочих валков холодной прокатки после закалки токами промышленной частоты
6.3. Выводы по главе
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВ А ПЛХ ИСТОЧНИКОВ
ВВЕДЕНИЕ


Для обеспечения высокой жесткости ватка 6, 7, , , необходима глубокая прокаливаемость, это обеспечивает возможность проведения большого числа перешлифовок, что значительно увеличивает срок службы валков, а также предохраняет их от продавливания при холодной прокатке металла. Предохранение поверхности бочки валка от продавливания определяется величиной активного слоя, за который принимается расстояние от поверхности валка до зоны с твердостью на 5 единиц ниже твердости по нижнему пределу для валков соответствующего класса по ГОСТу. Она составляет не менее 8 мм для валков диаметром до 0 мм и не менее мм для валков диаметром от 0 до 0 мм. Переходная зона уменьшает вероятность развития усталостных трещин на границе активного слоя и центральных слоев 6. Следовательно, сталь, используемая в качестве материала для валков холодной прокатки, должна обладать достаточно высокой прокаливаемостью 2. Существует мнение, что определенная глубина активного слоя, должна быть не менее 3 радиуса, активным слоем считают глубину закаленного слоя 2, 8, , , , . Чем больше глубина закаленного слоя до исходной твердости, и чем выше отношение глубины переходной зоны к общей глубине закаленного слоя, тем более благоприятный характер изменения структуры, меньше вероятность развития трещин усталости на границе рабочего и переходного слоев. В тоже время твердость шеек валков должна находиться в пределах I II. Как считают многие авторы, для повышения стойкости валка требуется благоприятное распределение по сечению бочки валка остаточных напряжений после закалки и отпуска 2, , , , . Это требование обеспечивается при наличии плавного перехода твердости и структуры от закаленного слоя к внутренним слоям валка. Наличие пика растягивающих напряжений, особенно на ii рабочего и переходного слоев, нежелательно. При появлении такого распределения напряжений необходимо сместить максимум их проявления вглубь но сечению валка и снизить их абсолютное значение. В процессе прокатки при недостаточной контактной прочности многократно повторяющиеся местные перегрузки надрывы материала, складки, неметаллические включения и др. По мнению ряда авторов, снизить вероятность выкрашивания можно ослаблением наклпа поверхностного слоя металла, для чего необходимо повысить исходную твердость валков 2, , . Чем выше сопротивление рабочего слоя действию сварных швов, складок, ударов концов при обрыве листа и др. Материал для изготовления валков должен обладать высокой контактной прочностью и износостойкостью 7, . При разрыве или проскальзывании полосы, происходит резкое локальное повышение температуры до значений, превышающих температуру низкого отпуска. В результате локального нагрева образуются структуры с разным объмом. Разница объмов провоцирует образование трещин растяжения, которые приводят к усталостному трещинообразованию и выкрашиванию вследствие устачостных напряжений под воздействием изгибных знакопеременных нагрузок при прокате, поэтому сталь, используемая как материал для изготовления валков, должна обладать при общем и локальном разогреве до С достаточной теплостойкостью. В это понятие обычно включают высокую стабильность остаточного аусгенита, имеющегося в структуре. Распад остаточного аустснита сопровождается соответствующим изменением объема, который может перерастать в микродефекты, что приводит к снижению износостойкости рабочего слоя и даже возможности преждевременного выхода валков из строя 6, 7, . Многие авторы считают, что навары провоцируют образование и развитие дефектов несплошности металла. Кроме того, тепловое воздействие от наваров способствует протеканию в приповерхностном слое валка процессов отпускаразупрочнения и существенному снижению твердости валка , . Одной из причин преждевременного выхода валка из строя являются металлургические дефекты и загрязнения. Для обеспечения высокого качества валков холодной прокатки необходимо добиваться отсутствия в стали загрязнений грубых неметаллических включений, флокенов, грубых скоплений карбидов, карбидной сетки, крупноигольчатого мартенсита и других дефектов макро и микроструктуры, что может быть достигнуто путем подбора оптимальных уровня легирования, режимов предварительной и окончательной термической обработки.