Способ термической обработки чугунных двухслойных центробежно-литых прокатных валков

(57) Сущн слойный температ омби тиТ=Оде Та - того аустеская гл экин омби значение рабочего пературе лаждают табл. ОТКИ ТРОНраб 20 Тн = 0,85 - 0,95 Та де Та - температура ого аустенита рабоч Нраб, - фактичес лоя валка, мм; 20 и 50 - соотве максимальная глубственно минимальная на рабочего слоя, мм; ОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНЕДОМСТВО СССРОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБ(54) СПОСОБ ТЕРМИЧЕСКОЙ ОБРАЧУГУННЫХ ДВУХСЛОЙНЫХ ЦЕБЕЖНО-ЛИТЫХ ПРОКАТНЫХ ВАЛК Изобретение относится к черной металлургии и может быть использовано на проКатных станах, эксплуатирующих чугунные Двухслойные центробежно-литые валки, а также в машиностроении.Цель изобретения - повышение эксплуатационной стойкости чугунных двухслойных центробежно-литых прокатных валков.Поставленная цель достигается тем, что в способе термической обработки чугунных двухслойных центробежно-литых прокатных валков, включающем нагрев до темпеРатуры ниже Ас 1, выдержку и охлаждение, Нагрев ведут до температуры, определяемой по зависимости превращения остэточего слоя, С;кая глубина рабочего ость изобретения; чугунный двух- прокатный валок нагревают до уры, определяемой по зависимо - 0,95 Та+( - р - 5 - ) Ас 1, С, емпература превращения остаточенита рабочего слоя; Нраб - фактиубина рабочего слоя валка; АС 1 -критической точки материала слоя, выдерживают при этой темв течение 8-10 ч до 100-80 С охс печью, далее - на воздухе, 1 А 1 - значение критической точки миала рабочего слоя, С,Нагрев чугунных двухслойных центробежно-литых прокатных валков до температуры, определяемой по предложенной зависимости, позволяет повысить их твердость за счет превращения остаточного аустенита в бойнит и при этом существенно снизить уровень остаточных напряжений во всем объеме валка, особенно на границе рабочего слоя и сердцевины, где вследствие различных коэффициентов линейного расширения материалов могут возникать их максимальные значения и приводить к выкрашиванию рабочего слоя, поломкам валков и существенному снижению их наработки,Приведенными экспериментальными исследованиями установлено, что температура нагрева (Т,) для наиболее полного превращения остаточного аустенита в бейнит и эффективного снятия остаточных литейных напряжений при толщине рабочего слоя до5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 50 мм должна составлять 0,85 - 0,95 от суммызначений температурПри нагреве валков до Тн0,85Та+( 50 ) Ас) твердость рабочегоН раб 20слоя и наработка не увеличивается из-занеполного превращения остаточного аустенита в бейнит и недостаточной степени релаксации остаточных напряжений из-запониженной температуры нагрева.При нагреве валков до Тн0,95 Та++( 50 ) Ас 11 твердость и наработкаНраб - 20валков снижается вследствие распада исфероидизации игольчатой структуры матрицы рабочего слоя,По заявляемому способу термообработки чугунных двухслойных центробежно-литых прокатных валков целесообразнойпредставляется следующая последовательность действий:используя паспортные данные по химическому составу и глубине отбела рабочегослоя, а также применяя магнитометрический и дилатометрический методы, определяют значения температур Та и Ас 1 длякаждого валка, имеющегося на складе:используя предложенную зависимость,определяют оптимальную температуру нагрева валка. Валки с одинаковой (+10 С)температурой нагрева Т, формируют в партии для термообработки. В зависимости отгрузоподъемности подины печи и ее габаритов партию валков разбивают на части иподвергают термической обработке притемпературе нагрева Тн = 0,85 - 0,95 Та++( 5 ) Ас) выдерживают при этойН раб 20температуре в течение 8 - 10 ч и охлаждаютс печью до 80-100 С, Дальнейшее охлаждение до температуры цеха проводят на спокойном воздухе.Проверку эффективности заявляемогоспособа проводили на двухслойных чугунных центробежно-литых валках размером800 х 2000 мм, рабочий слой которого имелследующий химический состав, %: углерод3,40; кремний 0,66; марганец 0,51; хром1,35; никель 4,24; железо остальное. Длячугуна данного химического состава температуры Та и Ас 1 составляют соответственно300 и 660 С, глубина рабочего слоя Нраб35 мм, а твердость 77 НЯО,Валки подвергали термообработке последующему режиму: нагрев со скоростью30 С/ч до Тн = 0,8 - 1,0 Та + Н раб 20+ -- 5 л - ) Ав 1, выдержка ори этой температуре в течение 10 ч, охлаждение с печьюсо скоростью 15 С/ч до 10 С, после чеговалки охлаждали до температуры цеха наспокойном воздухе.Одну партию валков испытывали послеобработки по предлагаемому способу, а вторую после обработки по способу-прототипу.Примеры на граничные, оптимальные ивыходящие за граничные значения заявляемых режимных параметров и прототипа, атакже характеристика свойств двухслойныхчугунных центробежно-литых прокатныхвалкое представлены в таблице.Определение твердости и степени релаксации остаточных напряжений проводили с использованием стандартных методик.Наработки валков после различных режимов термообработки определяли при их эксплуатации на прокатном стане,Как видно из таблицы, термическая обработка отливок по режимам вне граничныхпараметров вариант 1 (температура нагреваменее 0,85 Та+ ( ) Ас 1 и вариантН раб 205 (температура нагрева более 0,95 Та++( 50 )Ас 1) не обеспечивает сущестН раб 20венного повышения твердости и наработкивалков относительно прототипа,В результате использования заявляемого способа термической обработки чугунныхдвухслойных центробежно-литых прокатных валков (варианты 2, 3 и 4) твердостьрабочего слоя возросла примерно на 4 - 7 о(77-79 НЯО против 74 НЯО), а наработка повысилась на 19 - 28% (310 - 334 тыс.т, против262 тыс,т.). Кроме того, степень релаксацииостаточных напряжений достигает 25 - 50 о ,что снизит выкрашивание рабочего слоя иполомки валков при эксплуатации на прокатных станах,Согласно данным проведенных испытаний заявляемое изобретение в сравнении спрототипом обладает следующими преимуществами:твердость валков возросла на 4-7%;наработка валков повысилась на 19 -280 .Заявляемый способ термообработки чугунных двухслойных центробежно-литыхпрокатных валков представляет значительный интерес для народного хозяйства, таккак позволит повысить производительностьтруда на металлургических предприятиях неменее чем в 1,2 раза за счет сокращениявремени простоев станов при перевалкахвалков, вышедших из строя по преждевре1801132 Формула изобретения Способ термической обработки чугунных двухслойных центробежно-литых прокатных валков, включающий нагрев до температуры ниже А 1, выдержку и охлаждение, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью Характеристика свойств двухслойных центробежно-литых валков в зависимости от режимов термообработкиСвойства Степень релаксации оста- точных Номер варианта термооб- работки Способ термооб- работки Стойкость валка, тыс,т, проката Твердость НЯО Температура нагрева Т, С напряжений, о265 20 76 0,8 300+ ( 50 ) 660 = 400085 300 + ( 50 ) 660 4250,9 300+ ( 50 ) 660 =4500,95 300+( 50 ) 660 = 4751300+( 50 ) 660 =500Тн = 320+ 90 к Предлага- емый 312 25 78 334 40 79 77 310 50 270 65 75 262 95 74 Прототип Составитель Н, РосляковаТехред М.Моргентал Корректор Е. Папп Редактор Заказ 1186 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул. Гагарина, 101 менному износу, выкрошкам и полокам, сократить расход топливно-энергетических ресурсов при нагреве заготовок, так как более ритмичная работа станов позволит умЕньшить передержки металла в нагревательных печах, а также снизить не менее чем в 1,2 раза расход валков за счет увеличения срока их службы,повышения эксплуатационной стойкости валков за счет повышения твердости и снижения уровня остаточных напряжений, нагрев ведут до температуры, определяемой 5 по зависимости где Та - температура превращения остаточного аустенита рабочего слоя, С;10 Нрав - фактическая глубина рабочегослоя валка, мм;20 и 50 - соответственно минимальнаяи максимальная глубины рабочего слоя;А - значение критической точки материала рабочего слоя, С.