SU1715865A1 - Способ обработки изделий - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к металлургии и может быть использовано при упрочнении белых чугунов пластической деформацией. Цель изобретени  - повышение твердости по глубине упрочненного сло  и износостойкости за вок. Поверхность валка перед пластической деформацией нагревают до температуры ниже мартенситнойЧочки деформации на 125-155°С, а пластическую деформацию рабочего сло  осуществл ют со скоростью деформации 0,05-0,25 с 1 и удельном давлении (2-5) -104 МПа. В результате обработки данным способом рабочий износостойкий слой прокатных валков составл ет 30-40 мм. 1 табл.

Description

Изобретение относитс  к металлургии и может быть использовано при упрочнении белых чугунов пластической деформацией.

Цель изобретени  - повышение твердости по глубине упрочненного сло  и износостойкости валков.

Способ упрочнени  поверхностей изделий из белых чугунов включает нагрев поверхности до температуры ниже мартенситной точки деформации на 125- 155°С, при этом пластическую деформацию осуществл ют со скоростью 0,05-0,25 и .удельном давлении (2-5) МПа.

Метастабильный аустенйт, превраща сь в мартенсит деформации в поверхностном слое, увеличивает твердость Vi прочность поверхностного сло .

Содержание в структуре белого чугуна нестабильного остаточного аустенита менее f 10% неэффективно, так как при пластине-1 ской деформации и сопровождающей ее фазовым превращением структуры чугуна прироста твердости по глубине рабочего

сло  валка не происходит из-за незначительной доли остаточного аустенита. С увеличением доли нестабильного остаточного аустенита в структуре прирост твердости в процессе пластической деформации увеличиваетс , придава  рабочему слою валкд необходимую прочность и износостойкость.

Увеличение содержани  нестабильного остаточного аустенита в структуре .белого чугуна более 25% недопустимо, так как образование мартенсита деформации сопровождаетс  увеличением объема, что приёодит к значительным фазовым напр жени м и, как следствие, к образованию трещин. Кроме этого, на фазовые напр жени  оказывают большое вли ние различи  в величине коэффициента линейного расширени  структурных составл ющих (у аустенита он самый большой и равен 18 Ю 6).

Необходимо также отметить, что при абразивном изнашивании важно не только количество остаточного аустенита в структуре, а степень его стабильности в данных уелови х работы валка. Сопротивление абразивному изнашиванию зависит от того, разрушаетс  ли аустенит при микрорезании с предшествующим упрочнением либо без него. Стабильный аустенит, не претерпевающий превращений при изнашивании, снижает износостойкость белого чугуна. В том случае, если скорость деформации менее 0,05 с , то количество мартенсита деформации нарастает медленно не обеспечива  прироста твердости по глубине рабочего сло  валка. Если же скорость деформации превысит 0,25 , то в результате фазового наклепа мартенсит деформации резко увеличиваетс  в объеме, вызыва  хрупкость и преждевременное разрушение чугуна.

При нагреве поверхностного сло  валков до температуры ниже мартенситной точки деформации менее чем на 125°С пластическа  деформаци  еще более стабилизирует аустенит, повыша  его прочность, количество остаточного аустенита возрастает , понижа  тем самым износостойкость валкового чугуна. В том случае, если нагрев поверхности валка осуществить до температуры ниже мартенситной точки более чем на 175°С, то пластическа  деформаци  не вызывает по вление мартенсита, оказывает сильное вли ние на положение Мн и стабильность аустенита по отношению к последующему охлаждению.

Если удельное давление при прокатке будет меньше 2-10 МПа, это не приведет к достижению Поставленной цели, количество остаточного аустенита еще более возрастает , понижа  тем самым твердость и износостойкость рабочего сло . Увеличение удельного давлени  более 5- 104 МПа недопустимо , так как в этом случае резко возрастает веро тность поломок валков. После упрочнени  поверхности валка из белого чугуна по такой технологии структура состоит из износостойких карбидов, бейнита и мартенсита деформации. Количество специальных карбидов регулируетс  степенью легировани  карбидообразующих элементов и находитс  в пределах 28-32%. Бейнит в сочетании с мартенситом деформации способствует прочному закреплению карбидов в матрице и таким образом повышению стойкости при абразивном изнашивании.

Пример. Чугунный прокатный валок с наружным рабочим слоем из белого чугуна содержит, %: углерод 2,75; кремний 0,42; марганец 0,65; хром 0,75; никель 3,8; теллур 0,0006; железо остальное. Валок с диаметром бочки 800 мм и длиной 2100 мм предварительно нагревают гор чей водой до 70°С и выдерживают в течение 3 ч. Точка

Мд 225°С. Затем валок помещают в рабочую клеть непрерывного широкополосного стана гор чей прокатки. Упрочнение поверхности бочки валка осуществл ют при циклической пластической деформации с удельным давлением (2-5) -104 МПа и скоростью деформации 0,05-0,25 с , при этом происходит превращение нестабильного остаточного аустенита в мартенсит деформации . После пластической деформации поверхность валка подвергаетс  охлаждению при увеличенном угловом размере зоны и уменьшенном угле начала охлаждени  с плотностью орошени  10-70 кг(м2- с). Подача плоских струй охладител  производитс  равномерно по длине бочки валка под углом к его оси с шагом 5,0-8,0 ширины плоской струи и давлени  в месте соударени  0,001- 0,01 МПа. После охлаждени  нагрев поверхности валка до первоначальной температуры производитс  за счет работы сил трени  и контактного теплообмена со стороны прокатываемой полосы. Затем цикл упрочнени  повтор етс . Результаты

испытаний сведены в таблицу.

В каждой серии испытаний по 5 образцов . Из данных таблицы видно, что износостойкость рабочего сло  по предлагаемому способу на 20% выше, чем образцов, упрочн емых по прототипу, а твердость на 5-6 ед. HSh. Твердость измер ют на твердоморах Бринелл  с нагрузкой 3000 кг, потерю массы на машине СМЦ-2 после 12 -104 циклов вращени  контртела.

Разработанный способ упрочнени  поверхностей издели  из белых чугунов позвол ет значительно увеличить износостойкость рабочего сло  прокатных валков за счет стабилизации твердости по

глубине валка, что приводит к уменьшению съема металла в результате перешлифовок и повышению качества листового проката. Использование изобретени  позволит получить валки путем фазового упрочнени  с

заданными служебными свойствами.

Ф о р м у л а и з о б р е т е н и   Способ обработки изделий, преимущественно прокатных валков из белого чугуна,

содержащего в структуре 10-25% нестабильного остаточного аустенита, включающий нагрев, пластическую деформацию поверхности валков и охлаждение, отличающийс  тем, что, с целью повышени 

твердости по глубине упрочненного сло  и износостойкости валков, нагрев ведут до Мд 125-155°С, а деформацию осуществл ют со скоростью 0,05-0,25 и удельным давлением (2-5) -104 МПа.

Claims (1)

1. Формула изобретения

   Способ обработки изделий, преимущественно прокатных валков из белого чугуна, содержащего в структуре 10-25% нестабильного остаточного аустенита, включающий нагрев, пластическую деформацию поверхности валков и охлаждение, отличающийся тем, что, с целью повышения твердости по глубине упрочненного слоя и износостойкости валков, нагрев ведут до Мд 125-155°С, а деформацию осуществляют со скоростью 0,05-0,25 с’¹ и удельным давлением (2-5) -10⁴ МПа.

   5 if15865 6

   Температура пластической деформации, °C Скорость деформации, с'¹ Удельное давление, •10⁴МПа Твердость рабочего слоя HSh по глубине после деформации, мм Потеря массы образца, ΙΟ’⁵ кг Ю 20 30 Известный способ 60 0,03 1,5 70 68 64 Г 19,8 Предлагаемый способ 90 0,04 2,5 70 68 65 19,2 69 0,05 5,1 70 70 69 18,5 70 0,05 1.9 71 70 70 18,4 101 0,05 5,0 71 71 70 18,0 85 0,20 3,5 . 75 76 76 16,4 100 0,25 2,0 76 76 77 16,5 100 0,26 2,0 75 76 76 16,8 69 0,25 5,1 76 76 77 16,7 101 0,25 1,9 74 73 73 17,1