Экономнолегированная сталь для валков горячей прокатки высокопроизводительных станов

• Автор: Соколов, Сергей Олегович
• Шифр специальности: 05.16.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2012
• Место защиты: Оренбург
• Количество страниц: 164 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
Введение

Глава 1 Обзор литературных источников

1.1 Условия работы и требования, предъявляемые к валкам

1.2 Выплавка стали применяемой для изготовления валков

1.3 Ковка отливок

1.4 Термическая обработка валков горячей прокатки

1.4.1 Предварительная термическая обработка поковок из высокоуглеродистых валковых сталей

1.4.2 Термическая обработка отливок из заэвтектоидных валковых сталей

1.5 Особенности фазовых превращений при термической обработке валковых сталей

1.6 Пути и способы повышения качества и эксплуатационной

стойкости валков
1.7 Основные этапы развития и совершенствования валковых сталей
1.8 Цели и задачи исследования
2 Материал и методика исследования
2.1 Методика и технология получения опытной стали
2.2 Методы исследований
2.2.1 Металло1рафические исследования
2.2.2 Электронномикроскопические исследования РЭМ и ПЭМ
2.2.3 Дилатометрические исследования
2.2.4 Исследование распада аустенита по первой ступени в изотермических условиях
2.2.5 Фазовый и рентгеноструктурный анализ
2.2.6 Механические испытания
2.2.7 Испытания на горячую твердость
2.2.8 Определение прокаливаемости
3 Исследование кинетики распада переохлажденного аустенита
стали X3 Г2ВТБ
3.1 Формирование структуры и свойств исследуемой стали
в литом и деформированном состояниях
3.2 Экспериментальное и аналитическое определение критических точек
3.3 Изучение фазового состава стали ХЗГ2ВТБ
3.4 Выбор температуры аустенизации для стали ХЗГ2ВТБ
3.5 Превращения аустенита валковой стали при непрерывном охлаждении
3.6 Исследование распада переохлажденного аустенита по
первой ступени в изотермических условиях
3.7 Выводы по главе 4 Разработка режимов термической обработки исследуемой
стали ХЗГ2ВТБ
4.1 Определение режимов сфероидизирующего отжига
4.2 Карбидная фаза в исследуемой стали
4.3 Влияние температуры аустенизации на структуру и свойства исследуемой стали
4.4 Исследование процессов отпуска валковой стали ХЗГ2ВТБ
4.4.1 Микроструктура стали ХЗГ2ВТБ после отпуска
4.4.2 Исследование изменения карбидной фазы при отпуске
4.5 Прокаливаемость исследуемой стали
4.6 Механические свойства стали ХЗГ2ВТБ после термической обработки
4.7 Анализ структурных нолей, образующихся при проведении термической обработки
4.8 Разработка режимов термической обработки валков горячей прокатки
из экспериментальной стали
4.9 Выводы но главе 3 ГЛАВА 5 Оценка экономической эффективности от внедрения
экспериментальной стали
5.1 Изготовление опытной партии валков горячего деформирования
в условиях ОАО МК ОРМЕТОЮУМЗ
5.2 Расчет ожидаемого экономического эффекта для производителя от внедрения опытной стали ХЗГ2ВТБ в производство валков горячего деформирования
5.3 выводы по главе 5
Заключение
Список использованных источников


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 болсс высоким сопротивлением термической усталости, чем литые [7]. Поскольку в литературе имеется крайне мало сведений о свойствах кованой стали типа 0Х1ГМ, то в следующих разделах описаны принципы легирования различных валковых материалов и обобщен опыт термической обработки литых и кованых заготовок различных высокоуглеродистых валковых сталей, в т. ХНМ. Оптимальным считается соотношение величины переходной зоны к глубине закаленного слоя от 1,5 до 2,0 [3]. По всей протяженности переходной зоны структура валковой заэвтектоидной стали должна плавно изменяться от низкоотпущенного мартенсита до феррито-цементитной смеси, степень дисперсности которой определяется режимом умягчающей термической обработки исходной заготовки [3]. Сталь для валков выплавляют в мартеновских печах с кислой футеровкой и в основных электродуговых печах. Плавку в мартеновских печах производят по дуплекс - процессу. Сначала выплавляют полупродукт в основной мартеновской печи, а затем получают сталь в кислой мартеновской печи. Благодаря этому продукт получается с минимальным содержанием серы, фосфора, газов и неметаллических включений. Для выплавки используют шихту, состоящую из листового железного лома, отходов собственного производства и высококачественного чугуна. Плавку ведут так, чтобы содержание углерода составляло 1,6-1,9 %, а фосфора и серы - не более 0, % каждого. После заливки полупродукта в кислую мартеновскую печь, кипение ванны поддерживают присадкой руды и извести; скорость выгорания углерода в этот период должна составлять 0,3-0,6 % в час. В большинстве случаев плавку ведут по активному процессу, в результате чего кремний восстанавливается до 0,-0, %. Для достижения требуемого содержания углерода сталь предварительно раскисляют ферромарганцем и ферросилицием; затем присаживают подогретый феррохром. Выдержка металла после введения хрома составляет - минут. АМС из расчета 3-5 кг/т стали. В ряде случаев металл окончательно раскисляют ферросилицием и силикомарганцем. В ковш раскислители не вводят. Температура стали перед выпуском - °С. На некоторых заводах кремний восстанавливают до 0,-0, %. Вследствие высокого содержания углерода ванна не успокаивается и в конце плавки сталь окончательно раскисляют ферромарганцем. При изготовлении валков из стали, выплавляемой в дуговых электропечах с основной футеровкой, шихтовыми материалами являются железный лом, стальные отходы собственного производства (до % массы металлической шихты) и высококачественный чугун. Состав шихты подбирают так, чтобы содержание углерода в металле после расплавления было не менее 1,2 %. Недостающее в шихте количество углерода вводят при завалке в виде электродного боя или кокса; содержание хрома при расплавлении должно быть не более 0,4 %. При завалке вводят также известь или известняк (2,5-3 % массы шихты). В период расплавления шихты в случае необходимости можно добавить железную руду (до 2 %). В период окисления скорость выгорания углерода должна составлять не менее 0,3 % в час. При содержании углерода на 0, % меньше минимального заданного состава стали (учитывая ввод углерода в дальнейшем с ферросплавами) окислительный шлак скачивают. Рафинирование стали начинают наводкой нового шлака из извести, шамота и плавикового шпата (2,5-3 % массы металла). После образования шлака его раскисляют смесью молотого кокса (2,5-3 кг/т стали) и плавикового шпата (0. При образовании карбидного шлака сталь легируют хромом, выдерживая его в течение - минут. После выдержки карбидный шлак переводят в белый, присаживая молотый ферросилиций. Содержание закиси железа в шлаке не должно превышать 0,8 %. Для получения требуемого содержания кремния и марганца в металл вводят соответствующие ферросплавы в кусках. При выпуске стали в ковш вводят алюминий (0,3 кг/т стали). Плавку выпускают под белым шлаком при температуре стали -°С.