ВЛИЯНИЕ СОСТАВА И ТЕМПЕРАТУРЫ НАГРЕВА ПРИ ТЕРМИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКЕ НА СТРУКТУРУ И СВОЙСТВА ХРОМОНИКЕЛЕВОЙ ВАЛКОВОЙ СТАЛИ
В настоящее время проходит непрерывная интенсификация процессов прокатного производства, которая создает все более напряженные условия эксплуатаций валков и предъявляет повышенные требования к их качеству, стойкости и сохранению необходимого уровня механических свойств в процессе работы. Высокие скорости работы прокатных валков, нагрузки в зонах контакта рабочего валка с металлом, который обрабатывают, циклические изменения этих нагрузок, упругие деформации и повышение рабочих температур приводят к образованию на бочках дефектов и преждевременного выхода валков из строя, снижая при этом продуктивность стана и ухудшая качество проката. Основные пути повышения стойкости валков - изобретение и использование новых, более прочных материалов для их изготовления, усовершенствование технологии изготовления и эксплуатации.
Основными требованиями к валкам горячей прокатки являются - высокая износостойкость, малая склонность к возникновению трещин разгара, высокие механические свойства. Для этого используют рабочие валки из высокопрочных чугунов, износостойких сталей, двухслойных валков с наплавкой. Для чистовых клетей сортопрокатных станов в последнее время используют порошковые твердые сплавы на основе карбидов тугоплавких металлов из-за их очень высокого сопротивления абразивному изнашиванию. Однако выяснилось, что для предчистовых клетей в ряде случаев более предпочтительным может оказаться использование высокоуглеродистых хромоникелевых сталей в связи с их меньшей склонностью к образованию сетки разгара.
В работе изучали поведение литых высокоуглеродистых хромоникелевых сталей в зависимости от их химического состава и температуры нагрева при термической обработке. Изучали структуру и свойства сталей с различным содержанием углерода и легирующих элементов в литом состоянии. Такие же характеристики изучали для одной из исследуемых сталей - Х12Н4 - после закалки в масле с температурами нагрева от 850 до 1100°С. Хром и никель во всех сталях находятся приблизительно в одинаковом соотношении, одна из сталей дополнительно легирована молибденом, вольфрамом и ванадием.
Таблица 1 - Химический состав исследуемых сталей сталей, %
| Сталь | С | Mn | Si | Сг | N1 | Мо | W | V |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Х12Н4 | 1,03 | 0,25 | 0,06 | 11,9 | 3,83 | - | - | - |
| Х15Н4 | 0,64 | 0,12 | 0,08 | 14,8 | 3,45 | - | - | - |
| Х15Н4МВФ | 1,95 | 0,2 | 0,14 | 15,2 | 3,4 | 0,65 | 1,1 | 0,18 |
| 150Х15Н5 | 1,5 | 0,4 | 0,3 | 14 | 5 | - | <1 | <1 |
Приведены количественные параметры структуры: количество эвтектической составляющей, определенное точечным методом, количество остаточного аустенита и период кристаллической решетки аустенита, полученные методами рентгеноструктурного анализа, твердость, микротвердость структурных составляющих.
Все изученные стали в литом состоянии соответствуют аустенитному классу, при этом твердость стали зависит, прежде всего, от количества эвтектики. Последующая термическая обработка заметно снижает устойчивость аустенита (на примере стали Х12Н4), переводит сталь в класс мартенситных, а температура нагрева оказывает на твердость сталей достаточно стандартное влияние, но с максимумом твердости после закалки от относительно низких температур, порядка 900-950°С.
Далее на последующих этапах работы планируем исследовать зависимость устойчивости неравновесных структур хромоникелевых валковых сталей от содержания в них углерода, а также провести дальнейшие исследования влияния термической обработки на структуру и свойства этих сталей.