Claims (30)
1. Способ получения и обработки легированного литейного материала для рабочей части неопределенных валков, содержащего элементы углерод, кремний, марганец, хром, никель, молибден, ванадий, при необходимости другие элементы 5-й группы Периодической системы, алюминий, остальное железо, сопутствующие элементы и обусловленные процессом получения примеси, отличающийся тем, что получают расплав со следующим химическим составом в мас.%:1. The method of obtaining and processing alloyed casting material for the working part of undefined rolls containing elements of carbon, silicon, manganese, chromium, nickel, molybdenum, vanadium, if necessary other elements of the 5th group of the Periodic system, aluminum, the rest of the iron, related elements and due to the process of obtaining impurities, characterized in that they receive a melt with the following chemical composition in wt.%:
C 2,0-3,5C 2.0-3.5
Si 1,0-2,0Si 1.0-2.0
Mn 0,5-2,0Mn 0.5-2.0
Cr 1,0-3,0Cr 1.0-3.0
Ni 3,5-4,9Ni 3,5-4,9
Mo 0,2-2,9Mo 0.2-2.9
Железо и примеси ОстальноеIron and impurities Else
добавляют более 0,5 мас.% ванадия в количестве до 5,9 мас.%, растворяют в нем и регулируют состав расплава путем легирования за счет установления концентраций углерода и кремния в присутствии никеля и сумму активностей карбидообраэующих элементов с возможностью образования при его затвердевании микроструктуры, содержащей 1,0-3,0 об.% графита с условием, чтобы на 1 мм2 площади наблюдения металлографического шлифа приходилось более 20, однако менее 100, графитовых частиц, а остаток состоял, в основном, из мартенсита, 8-35 об.% эвтектических карбидов и по меньшей мере 1 об.% тонкодисперсных карбидов ванадия, после чего расплав заливают в форму, преимущественно в кокиль для центробежного литья, и дают затвердеть с образованием отливки, преимущественно рабочего тела валка и, при необходимости, отливку преобразуют, например, в комбинированный валок, и изготовленную таким образом отливку или валок подвергают термообработке, состоящей по меньшей мере из однократного нагрева до температуры обработки, выдержки при этой температуре и охлаждения до комнатной температуры.add more than 0.5 wt.% vanadium in an amount of up to 5.9 wt.%, dissolve in it and adjust the composition of the melt by doping by establishing the concentrations of carbon and silicon in the presence of nickel and the sum of the activities of the carbide forming elements with the possibility of formation of a microstructure when it solidifies containing 1.0-3.0 vol.% graphite with the condition that 1 mm 2 of the area of observation of the metallographic section accounted for more than 20, but less than 100, graphite particles, and the remainder consisted mainly of martensite, 8-35 vol. .% eutectic carbides and p at least 1 vol.% fine vanadium carbides, after which the melt is poured into a mold, mainly in a chill mold for centrifugal casting, and allowed to solidify with the formation of a casting, mainly the working body of the roll and, if necessary, the casting is converted, for example, into a combined roll, and a casting or roll made in this way is subjected to heat treatment consisting of at least one heating to a processing temperature, holding at this temperature and cooling to room temperature.
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что состав расплава регулируют путем легирования за счет установления концентраций углерода и кремния в присутствии никеля и суммы активностей карбидообразующих элементов таким образом, чтобы при затвердевании образовалась микроструктура, содержащая 1,2-2,5 об.%, преимущественно 1,25-1,95 об.% графита с условием, чтобы на 1 мм2 площади наблюдения металлографического шлифа приходилось более 22, однако самое большее 100 графитовых частиц, а остаток состоял, в основном, из мартенсита, 10-25 об.% эвтектических карбидов и 2-20 об.% тонкодисперсных карбидов элементов 5-й группы периодической системы.2. The method according to claim 1, characterized in that the melt composition is controlled by alloying by establishing the concentrations of carbon and silicon in the presence of nickel and the sum of the activities of the carbide-forming elements so that upon solidification a microstructure is formed containing 1.2-2.5 vol %, mainly 1.25-1.95% by volume of graphite with the condition that 1 mm 2 of the observation area of the metallographic thin section contains more than 22, but at most 100 graphite particles, and the remainder consisted mainly of martensite, 10- 25 vol.% Eutectic carbides and 2- 20% vol. Finely dispersed carbides of elements of the 5th group of the periodic system.
3. Способ по п.1 или 2, отличающийся тем, состав расплава регулируют таким образом, чтобы соотношение концентраций углерода и кремния составляло менее/равно 2,6, преимущественно менее/равно 2,0 C/Si≤2,6, преимущественно=2,0.3. The method according to claim 1 or 2, characterized in that the melt composition is controlled so that the ratio of carbon and silicon concentrations is less than / equal to 2.6, preferably less than / equal to 2.0 C / Si≤2.6, mainly = 2.0.
4. Способ по любому из пп.1-3, отличающийся тем, что содержание углерода в расплаве устанавливают в мас.% до значения 2,2-3,1, преимущественно 2,6-2,95.4. The method according to any one of claims 1 to 3, characterized in that the carbon content in the melt is set in wt.% To a value of 2.2-3.1, mainly 2.6-2.95.
5. Способ по любому из пп.1-4, отличающийся тем, что предусматривают конечное содержание кремния 1,2-1,85, преимущественно 1,4-1,75 мас.%.5. The method according to any one of claims 1 to 4, characterized in that they provide a final silicon content of 1.2-1.85, mainly 1.4-1.75 wt.%.
6. Способ по любому из пп.1-5, отличающийся тем, что при регулировании путем легирования состава расплава добавляют 0,002-0,65, преимущественно 0,005-0,04 мас.% алюминия и растворяют в нем.6. The method according to any one of claims 1 to 5, characterized in that when controlling by alloying the composition of the melt, 0.002-0.65, preferably 0.005-0.04 wt.% Of aluminum is added and dissolved in it.
7. Способ по любому из пп.1-7, отличающийся теп, что содержание никеля в расплаве устанавливают до значения 3,51-4,7, преимущественно 4,15-4,6 мас.%.7. The method according to any one of claims 1 to 7, characterized in that the nickel content in the melt is set to a value of 3.51-4.7, preferably 4.15-4.6 wt.%.
8. Способ по любому из пп.1-7, отличающийся тем, что состав расплава регулируют таким образом, чтобы соотношение концентраций молибдена и хрома составляло менее 1,0, преимущественно менее 0,8, Mo/Cr<1,0, преимущественно <0,88. The method according to any one of claims 1 to 7, characterized in that the melt composition is controlled so that the concentration ratio of molybdenum and chromium is less than 1.0, mainly less than 0.8, Mo / Cr <1.0, mainly < 0.8
9. Способ по любому из пп.1-8, отличающийся тем, что содержания хрома и молибдена в расплаве устанавливают до значений в мас.%: хром 1,5-1,9, молибден 0,3-0,9.9. The method according to any one of claims 1 to 8, characterized in that the content of chromium and molybdenum in the melt is set to values in wt.%: Chromium 1.5-1.9, molybdenum 0.3-0.9.
10. Способ по любому из пп.1-9, отличающийся тем, что в расплав добавляют 1,8-3,9, преимущественно 1,9-2,9 мас.% ванадия и растворяют в нем.10. The method according to any one of claims 1 to 9, characterized in that 1.8-3.9, preferably 1.9-2.9 wt.% Vanadium is added to the melt and dissolved in it.
11. Способ по любому из пп.1-10, отличающийся тем, что ванадий частично замещают другими элементами 5-й группы Периодической системы в количестве менее 0,6 мас.% и образуют смешанные карбиды.11. The method according to any one of claims 1 to 10, characterized in that the vanadium is partially replaced by other elements of the 5th group of the Periodic system in an amount of less than 0.6 wt.% And form mixed carbides.
12. Способ по любому из пп.1-11, отличающийся тем, что отливку или валок подвергают термообработке, состоящей, по меньшей мере, из одного нагрева с комнатной температуры до температуры обработки 400-500°С, преимущественно 460-480°С, выдержки при этой температуре в течение, по меньшей мере, двух часов, преимущественно по меньшей мере восьми часов, и охлаждения до комнатной температуры, при необходимости с низкотемпературной обработкой.12. The method according to any one of claims 1 to 11, characterized in that the casting or roll is subjected to heat treatment consisting of at least one heating from room temperature to a processing temperature of 400-500 ° C, mainly 460-480 ° C, holding at this temperature for at least two hours, preferably at least eight hours, and cooling to room temperature, if necessary with low-temperature processing.
13. Литейный материал для рабочей части неопределенных валков, содержащий элементы углерод, кремний, марганец, хром, никель, молибден, ванадий, остальное железо, сопутствующие элементы и обусловленные процессом получения примеси, отличающийся тем, что сплав содержит в мас.%:13. Foundry material for the working part of undefined rolls containing elements carbon, silicon, manganese, chromium, nickel, molybdenum, vanadium, the rest of the iron, related elements and due to the process of obtaining impurities, characterized in that the alloy contains in wt.%:
Ванадий 0,5-5,9Vanadium 0.5-5.9
Кремний 1,0-2,0Silicon 1.0-2.0
Марганец 0,5-2,0Manganese 0.5-2.0
Хром 1,0-3,0Chrome 1.0-3.0
Никель 3,5-4,9Nickel 3.5-4.9
Молибден 0,20-2,9Molybdenum 0.20-2.9
Углерод 2,0-3,5Carbon 2.0-3.5
с условием, чтобы 1,0-3,0 об.% графитовых частиц приходилось с распределением более 20, однако менее 100, частиц на 1 мм2 площади металлографического шлифа материала.with the condition that 1.0-3.0 vol.% graphite particles accounted for with a distribution of more than 20, but less than 100, particles per 1 mm 2 of the metallographic thin section of the material.
14. Материал по п.13, отличающийся тем, что сплав содержит 1,8-4,9 мас.% ванадия,14. The material according to item 13, wherein the alloy contains 1.8-4.9 wt.% Vanadium,
2,2-3,1 мас.% углерода с условием, чтобы 1,2-2,5 об.% графита в частицах приходилось с распределением более 22, однако самое большее 90, частиц на 1 мм2 площади шлифа.2.2-3.1 wt.% Carbon with the condition that 1.2-2.5 vol.% Graphite in the particles accounted for with a distribution of more than 22, but at most 90, particles per 1 mm 2 of the thin section.
15. Материал по п.13 или 14, отличающийся тем, что сплав содержит в мас.%:15. The material according to item 13 or 14, characterized in that the alloy contains in wt.%:
Углерод 2,0-3,5Carbon 2.0-3.5
Кремний 1,0-2,0Silicon 1.0-2.0
Марганец 0,5-2,0Manganese 0.5-2.0
Хром 1,2-2,5Chrome 1.2-2.5
Никель 3,5-4,9Nickel 3.5-4.9
Молибден 0,5-2,1Molybdenum 0.5-2.1
Ванадий 1,5-4,9Vanadium 1.5-4.9
Железо и примеси ОстальноеIron and impurities Else
16. Материал по любому из пп.13-15, отличающийся тем, что сплав имеет соотношение концентраций углерода и кремния менее/равно 2,6, преимущественно менее/равно 2,0, C/Si≤2,6, преимущественно ≤2,0.16. The material according to any one of paragraphs.13-15, characterized in that the alloy has a ratio of carbon and silicon concentrations less than / equal to 2.6, preferably less than / equal to 2.0, C / Si≤2.6, mainly ≤2, 0.
17. Материал по любому из пп.13-16, отличающийся тем, что сплав содержит 2,6-2,95 мас.% углерода.17. The material according to any one of paragraphs.13-16, characterized in that the alloy contains 2.6-2.95 wt.% Carbon.
18. Материал по любому из пп.13-17, отличающийся тем, что сплав содержит 1,2-1,85, преимущественно 1,4-1,75 мас.% кремния.18. The material according to any one of paragraphs.13-17, characterized in that the alloy contains 1.2-1.85, mainly 1.4-1.75 wt.% Silicon.
19. Материал по любому из пп.13-18, отличающийся тек, что сплав содержит 0,002-0,65, преимущественно 0,005-0,04 мас.% алюминия.19. The material according to any one of paragraphs.13-18, characterized in that the alloy contains 0.002-0.65, preferably 0.005-0.04 wt.% Aluminum.
20. Материал по любому из пп.13-19, отличающийся тем, что сплав содержит 3,5-4,9, преимущественно 4,15-4,6 мас.% никеля.20. The material according to any one of paragraphs.13-19, characterized in that the alloy contains 3.5-4.9, mainly 4.15-4.6 wt.% Nickel.
21. Материал по любому из пп.13-20, отличающийся тем, что сплав имеет соотношение концентраций молибдена и хрома менее 1,0, преимущественно менее 0,8, Mo/Cr<1,0, преимущественно <0,8.21. The material according to any one of paragraphs.13-20, characterized in that the alloy has a concentration ratio of molybdenum and chromium of less than 1.0, preferably less than 0.8, Mo / Cr <1.0, mainly <0.8.
22. Материал по любому из пп.13-21, отличается тем, что сплав содержит 1,5-2,01 мас.% хрома и 0,3-0,9 мас.% молибдена.22. The material according to any one of paragraphs.13-21, characterized in that the alloy contains 1.5-2.01 wt.% Chromium and 0.3-0.9 wt.% Molybdenum.
23. Материал по любому из пп.13-22, отличающийся тем, что сплав содержит 1,8-3,9, преимущественно 1,9-2,95 мас.% ванадия.23. The material according to any one of paragraphs.13-22, characterized in that the alloy contains 1.8-3.9, mainly 1.9-2.95 wt.% Vanadium.
24. Материал по любому из пп.13-23, отличающийся тем, что содержание ванадия частично замещено содержанием других элементов 5-й группы периодической системы в количестве менее 0,6 мас.%.24. Material according to any one of paragraphs.13-23, characterized in that the vanadium content is partially replaced by the content of other elements of the 5th group of the periodic system in an amount of less than 0.6 wt.%.
25. Материал по любому из пп.13-24, отличающийся тем, что он содержит 8-35, преимущественно 10-25 об.% эвтектических карбидов и 1-15, преимущественно 2-10 об.% карбидов элементов 5-й группы Периодической системы.25. The material according to any one of paragraphs.13-24, characterized in that it contains 8-35, preferably 10-25% vol. Eutectic carbides and 1-15, mainly 2-10% vol. Carbides of elements of the 5th group of the Periodic system.
26. Комбинированный валок, в частности для чистовых клетей широкополосовых прокатных станов, а также станов Стеккеля и толстополосовых прокатных станов, изготовленный преимущественно способом по пп.1-12, состоящий из рабочей части или рубашки из литейного сплава, преимущественно по пп.13-25, с небольшой склонностью к сцеплению или сварке прокатываемого материала и внутренней части из чугуна с шаровидным графитом, отличающийся тем, что рабочая часть или рубашка имеет толщину 10-150 мм, а материал рубашки имеет структуру, состоящую, в основном, из 1,0-2,5 об.% графита, причем он имеется в тонкодисперсном виде с числом частиц более 20 на 1 мм2 площади металлографического шлифа, из 8-35 об.% эвтектических карбидов, из 1-20 об.% карбида ванадия в равномерном распределении, остальное, в основном, мартенсит и обусловленные примесями или технологией изготовления компоненты, и твердость 70-90 единиц по Шору.26. Combined roll, in particular for finishing stands of wide-strip rolling mills, as well as Stekkel mills and thick-strip rolling mills, made mainly by the method according to claims 1-12, consisting of a working part or a shirt made of cast alloy, mainly according to claims 13-25 , with a slight tendency to adhesion or welding of the rolled material and the inner part of cast iron with spherical graphite, characterized in that the working part or shirt has a thickness of 10-150 mm, and the material of the shirt has a structure consisting mainly of 1 , 0-2.5 vol.% Graphite, and it is in finely divided form with the number of particles more than 20 per 1 mm 2 of metallographic thin section, from 8-35 vol.% Eutectic carbides, from 1-20 vol.% Vanadium carbide in uniform distribution, the rest is mainly martensite and components caused by impurities or manufacturing technology, and hardness of 70-90 Shore units.
27. Валок по п.26, отличающийся тем, что рабочая часть или материал рубашки имеет структуру, содержащую 1,0-2,5 об.% графита с условием, чтобы плотность его распределения составляла по меньшей мере 22 частицы, самое большее, однако, 100 частиц на 1 мм2 площади металлографического шлифа, эвтектические карбида в количестве 10-25 об.% и 2-10 об.% особых карбидов элементов 5-й группы периодической системы.27. Roll according to claim 26, characterized in that the working part or material of the shirt has a structure containing 1.0-2.5 vol.% Graphite with the condition that its distribution density is at least 22 particles, at most, however , 100 particles per 1 mm 2 of metallographic thin section area, eutectic carbide in the amount of 10-25 vol.% And 2-10 vol.% Of special carbides of elements of the 5th group of the periodic system.
28. Валок по п.26 или 27, отличающийся тем, что рабочий материал или материал рубашки имеет состав в мас.%:28. Roll according to p. 26 or 27, characterized in that the working material or the material of the shirt has a composition in wt.%:
С=2,0-3,5, преимущественно 2,21-3,1, в частности 2,6-2,95,C = 2.0-3.5, mainly 2.21-3.1, in particular 2.6-2.95,
Si=1,0-2,0, преимущественно более 1,2-1,85, в частности 1,4-1,75,Si = 1.0-2.0, preferably more than 1.2-1.85, in particular 1.4-1.75,
Mn=0,5-2,0, преимущественно 0,6-1,6, в частности 0,7-1,4,Mn = 0.5-2.0, preferably 0.6-1.6, in particular 0.7-1.4,
Cr=1,0-3,0, в частности 1,5-2,01,Cr = 1.0-3.0, in particular 1.5-2.01,
Ni=3,5-4,9, преимущественно 3,5-4,7, в частности 4,15-4,6,Ni = 3.5-4.9, mainly 3.5-4.7, in particular 4.15-4.6,
Мо=0,2-2,9, в частности 0,3-0,9,Mo = 0.2-2.9, in particular 0.3-0.9,
Al=0,002-0,65, преимущественно 0,005-0,1, в частности 0,005-0,04,Al = 0.002-0.65, preferably 0.005-0.1, in particular 0.005-0.04,
V=0,5-5,9, преимущественно 1,8-3,9, в частности 1,9-2,9,V = 0.5-5.9, preferably 1.8-3.9, in particular 1.9-2.9,
остальное железо и примеси, а внутренняя часть валка выполнена из чугуна с шаровидным графитом.the rest is iron and impurities, and the inner part of the roll is made of nodular cast iron.
29. Валок по любому из пп.26-28, отличающийся тем, что рабочий материал или материал рубашки содержит в мас.%: V=3,1-3,9, преимущественно 3,3-3,75 и Nb+Ta=менее 0,6, остальное железо и примеси.29. The roll according to any one of paragraphs.26-28, characterized in that the working material or the material of the shirt contains in wt.%: V = 3.1-3.9, mainly 3.3-3.75 and Nb + Ta = less than 0.6, the rest is iron and impurities.
30. Валок по любому из пп.26-29, отличающийся тем, что зона связи рубашки или рабочей части с внутренней частью валка из низколегированного чугуна, преимущественно чугуна с шаровидным графитом, имеет в радиальном направлении предел прочности при изгибе (образец для испытания на изгиб в трех точках) свыше 600 Н/мм2.30. The roll according to any one of paragraphs.26-29, characterized in that the communication zone of the shirt or the working part with the inside of the roll of low-alloy cast iron, mainly cast iron with spherical graphite, has a radial tensile strength in bending (bending test specimen at three points) over 600 N / mm 2 .