МАГИСТЕРСКАЯ РАБОТА

   В настоящее время появилось значительное число работ, посвященных анализу опыта разработки и применения усовершенствованых и новых валковых материалов. Широкое распространение получают валки из высокохромистых сплавов 12-18% Cr. Содержание углерода в них находится в пределах 2,5-3% (высокохромистые чугуны) или 1,3-2% (высокохромистые износостойкие стали).

  Для чистовых клетей сортопрокатных станов в последнее время используют порошковые твердые сплавы на основе карбидов тугоплавких металлов. Однако выяснилось, что для предчистовых клетей с меньшей скоростью прокатки в ряде случаев более предпочтительным может оказаться использование высокоуглеродистых хромоникеевых сталей. Ni не образует карбидов. Влияние его проявляется в повышении прокаливаемости и ударной вязкости, Cr повышает сопротивление износу. При добавлении 3-5% Ni снижается риск возникновения трещин разгара.

  Влияние горячей пластической деформации на структуру и свойства изучалось на образцах из стали Х12Н4. Образцы вырезали из бандажа прокатного валка, изготовленного из литой стали, подвергали в дальнейшем пластической деформации 30%, 60%, 90%. Изучали микроструктуру, твердость и микротвердость структурных составляющих, оценивали количество аустенита в структуре и период его кристаллической решетки.

  Анализ микроструктуры позволяет сказать, что зерна аустенита представляют собой очень сильно разветвленный дендрит. Эвтектические карбиды расположены в основном между дендритными ячейками и в гораздо меньшей степени на межзеренных границах Влияние степени горячей пластической деформации проявилось прежде всего в традиционном изменении характера структуры: выстраивание эвтектических карбидов в строчки и дроблении эвтектики. (рис. 1) Деформация со степенью обжатия 30% на характер структуры повлияла слабо; выстраивание эвтектических карбидов в цепочки становится заметным только при 60%, а дробление эвтектики при 90% деформации.

  При большем увеличении (х 500) наблюдаем появление границ зерен. При 30% и 60% обжатия эти зерна очень большие - прошла собирательная рекристаллизация. При 90% собирательная рекристаллизация пройти не успела, поэтому зерна маленькие.

  Структура изучалась также на образцах нагретых после деформации на 12000С. После нагрева деформированных образцов на 12000С в структуре при 60% и 90% обжатия следов первичной дендритной структуры практически не видно, наблюдается почти один аустенит. В структуре матрицы довольно часто встречаются следы сдвигового превращения. (при обжатии 30 % и 60 %) Поскольку не было обнаружено даже следов а–фазы, следствием мартенситного превращения это быть не может. Предположительно это связано с выделением карбидов типа, которые выделяются на переползающих полных дислокациях, что приводит к формированию почти плоских колоний частиц – полос выделений. При обжатии 90 % такие следы практически отсутствуют.

  Микротвердость различных участков исходного и продеформированных образцов приведена в таблице1 Из таблицы видно, что при увеличении степени деформации, значения микротвердости возрастают.

  Наиболее серьезно горячая пластическая деформация сказывается на фазовом составе металлической матрицы. По мере увеличения степени деформации до 90%, количество аустенита после охлаждения на воздухе снижается. При этом твердость исследуемых образцов коррелирует с количеством остаточного аустенита.

  Пластическая деформация влияет на содержание остаточного аустенита. В частности, изменение степени деформации с 30% до 90% привела к тому, что количество аустенита в структуре образцов после охлаждения на воздухе постепенно снижается с 29 до 18%. То есть пластическая деформация снижает устойчивость аустенита.

  Твердость образцов подтверждает, что металлическая матрица содержит большое количество аустенита. При деформации твердость возрастает, причем, чем выше степень деформации, тем выше твердость исследуемых образцов.

  Сравнивая полученные ранее результаты аналогичных опытов на образцах из стали Х15Н5 в литом состоянии, где количество остаточного аустенита уменьшалось с 50 до 7%, а твердость возрастала с 20 до 52 HRC, можно сказать, что на изменение фазового состава степень обжатия влияет гораздо меньше. Изменения в морфологии структуры стали Х12Н4 меньше, чем стали Х15Н5.

  Горячая пластическая деформация способствует интенсивному образованию вторичных карбидов при последеформационном охлаждении в соответствующем температурном интервале, что обедняет аустенит легирующими элементами и снижает его устойчивость. Это подтверждается также данными о периоде кристаллической решетки аустенита в зависимости от степени деформации. При степенях деформации 30 и 60% период решетки довольно заметно уменьшается в продеформированных образцах, то есть происходит смещение центра тяжести дифракционной линии (311) в сторону больших углов. В образцах, нагретых на 1200оС, период решетки уменьшается. При деформации 90% период решетки практически не изменяется.

  Таким образом, горячая пластическая деформация снижает устойчивость аустенита исследуемой стали за счет уменьшения степени его легированности. Однако устойчивость аустенита снижается гораздо менее заметно, чем в более легированных сталях, например хромоникелевой стали Х15Н5.