Разработка технологии термической обработки и исследование ее влияния на структуру и свойства кованой стали 150ХНМ

• Автор: Малыхина, Ольга Юрьевна
• Шифр специальности: 05.16.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2007
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 137 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
Введение

1. Легирование и термическая обработка валковых сталей

1.1.Условия работы прокатных валков и способы повышения их эксплуатационных характеристик

1.2.Принципы легирования валковых материалов.

1.3.3аэвтектоидные валковые стали

1.4.Термическая обработка сталей для валков горячей прокатки

1.4.1. Предварительная термическая обработка поковок из высокоуглеродистых валковых сталей

1.4.2. Термическая обработка отливок из заэвтектоидных валковых сталей

1.4.3. Термическая обработка валков горячей прокатки из стали типа 0ХНМ

2. Материал и методика исследования

2.1.Материал для исследования, способ получения
2.2.Исследования с использованием стандартных методов
2.2.1. Определение механических свойств.
2.2.2. Металлографические исследования
2.3.Специальные методы исследования
2.3.1. Дилатометрический анализ.
2.3.2. Высокотемпературная металлография
2.3.3. Измерение остаточных напряжений
3. Исследование структурных изменений, происходящих в кованой стали 0ХНМ при нагреве и охлаждении.
3.1.Превращение аустенита при нагреве и охлаждении.
3.2.Исследование влияния нагрева на рост зерна и определение температуры пережога стали
3.3.Выводы по главе 3
4. Разработка технологии термической обработки поковок из стали 0ХНМ
4.1.Технология предварительной термической обработки
4.1.1. Цели предварительной термической обработки и разработка ее режима.
4.1.2. Исследование влияния температуры аустенитизации и отжига на структуру и свойства стали.
4.2.Технология основной термической обработки
4.2.1. Цели основной термической обработки и разработка ее режима.
4.2.2. Исследование влияния параметров нормализации на структуру и свойства стали.
4.2.3. Исследование влияния количества циклов нормализации на структуру и свойства стали.
4.2.4. Исследование влияния параметров отпуска на структуру и свойства стали.
4.3.Выводы по главе 4.
5. Промышленное опробование разработанной технологии термической
обработки поковок из стали 0ХНМ.
5.1.Технология изготовления опытнопромышленных поковок.
5.2.Структура и свойства металла опытнопромышленных поковок после
предварительной термической обработки
5.2.1. Влияние параметров режима предварительной термической обработки на структуру и твердость.
5.2.2. Особенности структуры и свойств металла опытнопромышленных поковок
5.3.Качество металла опытнопромышленных поковок после основной
термической обработки.
5.4.Выводы по главе 5
Основные выводы по работе.
Список литературы


В [] показано, что во время прокатки заготовки, нагретой до °С, величина термических напряжений изменяется от минус 0 до плюс 0 МПа, что вызывает образование сетки разгара, т. Горизонтальные валки универсально-балочного стана Нижнетагильского металлургического комбината имеют следующие параметры режима нагружения: крутящий момент 0,-2,5 МНм, усилие прокатки 1,5-9,5 МН. При таких условиях прокатки предел прочности материала инструмента должен быть не менее 0МПа []. Анализ публикаций отечественных и зарубежных исследований позволяет сформулировать основные требования, учитываемые при изготовлении валков для станов горячей прокатки, в т. Для изготовления валков горячей прокатки применяются легированные стали, содержащие более 0,%, а также чугун. При этом валки из доэвтекто-идных и эвтектоидных сталей обычно кованые, а валки из сталей, содержащих более 1,0% углерода - литые. Стальные валки по сравнению с чугунными обладают повышенной прочностью и вязкостью, поэтому их всегда используют в тяжелых условиях работы, в тяжелых обжимных станах. Одним из основных способов регулирования свойств материала и обеспечения необходимых эксплуатационных характеристик инструмента является термическая обработка. После термической обработки литой стали 0ХНМЛ повышаются ее прочность и ударная вязкость (табл. Таблица 1. Механические свойства стали 0ХНМЛ. Состояние аи изг. К числу эффективных мероприятий по увеличению их износостойкости валков относится повышение их поверхностной твердости (рис. Однако повышение твердости валков оказывает отрицательное влияние на сопротивление выкрашиванию. Расстояние контакта, км Рисунок . Влияние твердости валков горячей прокатки на величину износа. Также эффективным способом повышения износостойкости валков и увеличения срока их службы является микролегирование такими элементами как ванадий, титан, цирконий, селен и т. Легирование стали типа 0ХНМ ванадием в количестве 0,1-0,2% и азотом в количестве 0,4-0,% увеличивает износостойкость валков горячей прокатки на % []. Для повышения стойкости прокатных валков и восстановления их рабочей поверхности широко применяется наплавка износостойкими материалами. Для валков из стали типа 0ХНМ используют экономнолегированную порошковую проволоку ПП-0ХНМ и ПП-0ХНМ, которая обеспечивает высокую стойкость рабочей поверхности после наплавки [-]. Эксплуатационная стойкость валкового инструмента может быть увеличена за счет перехода на технологию изготовления, включающую ковку, поскольку кованые валки обладают более высоким сопротивлением термической усталости, чем литые [4]. ХНМ. При разработке оптимальной марки валковых материалов следует учитывать, что химический состав материала стальных валков неоднозначно влияет на их служебные свойства. Кроме того, необходимо придерживаться принципа экономного легирования материалов, исключая дорогие и дефицитные легирующие или заменяя их более дешевыми и доступными, а также используя различные технологические приемы для обеспечения требуемых свойств материала [,]. Углерод в железоуглеродистых сталях образует твердый раствор с железом, карбид железа (цементит), а также может выделяться в виде свободного углерода (графита). Присутствие таких элементов, как Сг, Мп, Мо ведет к образованию карбидов железа, а N1, А1 и - к образованию графита. В заэв-тектоидной стали частицы вторичного цементита могут распределяться неравномерно и иметь разные размеры. Некоторые из них получают удлиненную форму, ориентируются вокруг зерен перлита (по границам бывшего ау-стенитного зерна) и снижают механические свойства. Неоднородность распределения цементита зависит от условий предшествовавшей обработки и от содержания углерода. Пластическая деформация измельчает вторичные карбиды тем сильнее, чем больше была деформация и ниже температура ее окончания. Однако вследствие повышенной способности цементита к коагуляции положительное влияние деформации может не сохраниться. Даже в сильно деформированной стали можно наблюдать карбидную неоднородность в случаях замедленного охлаждения после горячей пластической деформации или неправильного выполнения отжига [].