Способ термической обработки литых валков из заэвтектоидной стали

(50 4 С 21 Р 9/38 ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ ЛЬСТВУ рнои мет ка, В.С. .Литвине Н.В.Шер ,Д.Ворон Стамбуль(5 кл ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ ССС ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫ К АВТОРСКОМУ СВИ(71) Институт че аллургии(53) 621.785 .79 (088.8)6) Патент СРР Р 72978,С 21 Р 9/38, опублик. Р 1980.Производство прокатных валков изстали 150 Х 2 НМФ, Технологическаяинструкция ТИ-Л. 1978,с, 24-27.(54) СПОСОБ ТЕРМИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИЛИТЫХ ВАЛКОВ ИЗ ЗАЭВТЕКТОИДНОЙ СТАЛИ(57) Изобретение относится к областичерной металлургии, в частности ктермической обработке литых валковдля станов горячей прокатки из заэвтектоидной стали, преимущественноиз сталей марок 150 ХНМФ и 150 Х 2 НМФ.Целью изобретения является сокращени длительности термической обработки при сохранении уровня механических свойств рабочего слоя валка. Способ термической обработки валков включает нагрев (Н) со скоростью 15- 25 С/ч до 630-670 С, выдержку (В) в течение 6 ч, Н до температуры гомогенизации 1080-1120 С со скоростьюо 45-55 С/ч в течение 4 ч, охлаждение со скоростью 85-90 С/ч до 400-450 С, Н до температуры аустенизации 900 - 940 С со скоростью 45-55 С/ч. В в течение 6 ч, охлаждение до 400 - 450 С со скоростью 150-160 С/ч, Н до температуры отпуска 500-550 С со скоростью 45-55 С/ч, В в течение 4 ч и окончательное охлаждение на воздухе. Сокращение длительности термической обработки достигается за счет увеличения температуры гомогенизации и сокращения длительности выдержки при температурах гомогенизации, аустенизации, отпуска, а также за счет увеличения скорости охлажЮ дения после аустенизации и понижения ОЧ температуры отпуска. 1. табл, 3Изобретение относится к чернойметаллургии, в частности к термической обработке литых валков длястанов горячей прокатки,Целью изобретения является сокра 5щение длительности термической обработки при сохранении уровня механических свойств на глубине рабочего слоя валков.1 ОСущность изобретения заключаетсяв следующем,Нагрев от 630-670 С до более высокой температуры гомогенизации попредлагаемому способу (1080-1120 С)15в сравнении с известным (1050 С) присокращении до 4 ч времени термообработки обеспечивает прохождение вструктуре металла таких же превращений, что и по известному способу:20растворение вторичных карбидо 1 з и выравнивание неоднородности при определенной величине аустенитного зерна. Нагрев выше 1120 С опасен из-завозможности подплавления эвтектических составляющих в стали,Необходимая степень указанныхструктур превращений при гомогенизации при 1080-1120 С обеспечиваетсявыдержкой в течение 4 ч. УвеличениеЗОвыдержки свыше 4 ч нецелесообразноиз-за увеличения продолхсителъностипроцесса термообработки, а выдержкаменее 4 ч не обеспечивает необходимой степени структурных превращений, 35Меньшая продолжительность выдержки при температуре аустенизации900-940 С по предложенному способу(6 ч) в сравнении с известным (26 ч)обеспечивает ту же степень дроблениясетки вторичных карбидов в стали,При этом толщина металла, претерпевающего данное структурное превращение, уменьшается, однако остаетсяпе менее 30 мм, что соответствует , 45рабочему слою валков, испытывающемуэксплуатационные нагрузки. Выдержкаменее 6 ч придзодит к уменьшению толщины рабочего слоя валка с необходимой мпкроструктурой, что понижаетего работоспособность.Более высокая скорость охлаждениядо 400-450 С от температуры аустенизации по предлагаемому способу(150-160 С/ч) в сравнении с известным (85-90 С/ч) обеспечивает сокращение цикла термообработки и повышает степень дисперсиости продуктов распада аустенита, Увеличение эт оискорости опасно из-за возможного растрескивания валков,Нагрев от 400-450 С на третьейстадии до меньших температур отпускапо предложенному способу (500-550 С)в сравнении с известным (700 С) обеспечивает необходимую степень сфероидизации эвтектоидных карбидов иснятие термических напряжений. Нагрев до более высоких температурприводит к разупрочнению материала валка за счет полной сфероидизации эвтектоидных карбидов; температура отпуска ниже 500 С требуетудлинения времени выдержки для снятия термических напряжений,Указанные изменения в материалевалка при температуре отпуска 500о550 С обеспечиваются выдержками втечение 4 ч. Увеличение времени отпуска или его уменьшение приводятк отрицательным эффектам соответственно для увеличения и уменьшениятемпературы отпуска.Охлаждение от температуры отпуска по предлагаемому способу (навоздухе) в сравнении с известным(охлаждение со скоростью 25 С/ч до200 С и далее на воздухез позволяетсократив длительность цикла термической обработки, сохранить износостойкость рабочего (глубина 30 мм)слоя валка. П р и м е р. С целью сравнения предлагаемого способа с известным в индукционной печи в атмосфере воздуха выплавляли сталь 150 ХНМФ следующего химического состава,. вес.Е:Углерод 1,52Марганец 0,731(ремний 0,48Хром 1,81Никель 1,04Молибден 0,25Ванадий 0,19Фосфор 0,039Сера " 0,035Железо Остальное Сталь разливалась в земляные сухие формы диаметром 60 и 120 мм.Из осевых участков полученных отливок для испытания износостойкости изготавливались образцы диаметром 36 мм и толщиной 6 мм. Испытания проводили по схеме с замкнутым кинематическим контуром при фиксиро1257 108 ченные данные свидетельствуют о том1что применение предложенного способа термической обработки обеспечивает такую же износостойкость стали 5 150 ХНМФ в отливках сечением 60 мм(0,821-0,826 г).Это же подтверждается результата"ми сравнительных механических испытаний, приведенных в таблице. Режим термическойобработки поспособу Временное со- против- ление Пределпрочностипри изгибе, МПа Ударнаявязкость,МДж/м 2 Твердость,.НВ разрыву,МПа 0,11 287 0,13 291 602 535 Прототипу 608 Проводилась также термическая об- ЗОработка валков из стали марки150 ХНМФ по двум способам,Известный способ включал посадкувалков в печь при 250 С с выдержкой4 ч, нагрев во скоростью 20 С/ч до650 С и выдержкой 6 ч, затем нагревсо скоростью 50 С/ч до 1050 С и выдержка 16 ч, охлаждение со скоростью80-90 С/ч до 400 С; нагрев со скоростью 50 С/ч до 850 С и выдержка 40о24 ч, охлаждение со скоростью 130 С/чдо 400 С, нагрев со скоростью 50 С/чдо 900 С и вьдержка 10 ч, охлаждениесо скоростью 120 С/ч до 400 С, нагрев со скоростью 50 С/ч до 600 С 45и выдержка 16 ч, охлаждение со скоростью 25 С/ч до 200 С,Термическая обработка по предложенному способу включала посадкувалков в печь при 250 С и вьдержка4 ч, нагрев со скоростью 20 С/ч до650 С и вьдержка 6 ч, нагрев со скоростью 20 С/ч до 650 С и выдержка6 ч, нагрев со скоростью 50 С/ч до1100 С и выдержка 4 ч, охлаждение соскоростью 80-90 С/ч до 400 С, нагревсо скоростью 50 С/ч до 920 С и выдержка 6 ч, охлаждение со скоростью ванной степени проскальзывания образцов (102) в паре трения диск по диску, Все образцы до испытаний подвергались приработке. Продолжительность испытаний составляла 2 ч при загрузке 750 Н и скорости вращения 300 об/мин.Величину износа определяли по потере веса, для чего образцы обезжиривали в ацетоне и взвешивали на аналитических весах с точностью до третьего знака после запятой, ПолуПредлагаемому 531. 150-160 С/ч до 400 С, нагрев со скоростью 50 С до 500 С и вьдержка 4 ч, охлаждение на воздухе.Было сделано по 9 постановок на стан валков, обработанных по указанных режимам, Средняя стойкость валков, обработанных по известному способу, составила 2500 колес на 1 мм износа при среднеквадратичном отклонении 94 колеса на 1 мм износа.Средняя стойкость валков, обработанных по предложенному способу, составила 2430 колес на 1 мм износа при среднеквадратичном отклонении40 колес на 1 мм износа, Таким образом, стойкость валков, обработан.ных по указанным режимам, практически одинакова при уменьшении продолжительности термической обработкивалков по предложенному способу в2 раза (со 150 до 70 ч). Формула изобретения Способ термической обработки литых валков иэ заэвтектоидной стали, преимущественно из сталей марок 150 ХНМФ и 150 Х 2 НМФ, включающий нагрев со скоростью 15-25 С/ч до 630Заказ 4883/21 Тираж 552 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб д. 4/5 Производственно-полиграфическое предприятие, г, Ужгород, ул, Проектная, 4 3 1257 670 С, выдержку в течение 6 ч, нагрев до температуры гомогенизации со скоростью 45-55 С/ч, выдержку, охлаждение со скоростью 85-90 С/ч до 400-450 С, нагрев до температуры аустенизации 900-940 С со скоростью 45-55 С/ч, выдержку, охлаждение до 400-450 С, нагрев до температуры отпуска со скоростью 45-55 С/ч, выдержку.и окончательное охлаждение, о т - 10 л и ч а ю щ и й с я тем, что с целью сокращения длительности термической обработки при сохраненииуровня механических свойств на глубине рабочего слоя валков, гомогенизацию ведут при 1080-1120 С с выдержкой 4 ч, выдержку при температуре аустенизации проводят в течение 6 ч, охлаждение после аустенизации осуществляют со скоростью 150160 С/ч, отпуск ведут при 500 -550 С в течение 4 ч, а окончательное охлаждение проводят навоздухе.