Эксплуатация валков станов холодной прокатки

Боровик Л.И.

Металлургия, 1968 г.

СТАЛИ ДЛЯ ВАЛКОВ ХОЛОДНОЙ ПРОКАТКИ

В отечественной и зарубежной практике для изготовления рабочих валков холодной прокатки наиболее часто применяют стали марок 9Х и 9X2. Сталь марки 9Х используют при производстве валков с диаметром бочки меньше 300 мм, сталь марки 9X2 — для валков больших диаметров. В последние годы эти стали дополнительно легируют молибденом, вольфрамом, никелем, марганцем, ванадием и др В соответствии с этим для изготовления рабочих валков с диаметром бочки до 300 мм применяют стали марок 9Х, 9ХФ, 9ХМ, 9ХГ, 9ХСФ, а для изготовления валков с большим диаметром бочки — стали марок 9X2, 9Х2М, 9Χ2ΜΦ, 9Х2В, 9Х2СВФ

Опорные валки станов холодной прокатки обычно изготовляют из стали марок 65X1IB, 9ХФ. 60ХПВ. 80ХНЗВ, 80ХНЗВФ и 9X2. Более распространены стали марок 9ХФ, 9X2 и 80ХИЗВ, в настоящее время они являются основными для производства опорных валков больших размеров (для листопрокатных и жестекатальных станов)

Как известно, углерод и легирующие элементы определяют свойства стали. С повышением содержания углерода растет количество карбидов, это способствует повышению твердости и износостойкости. Однако при содержании углерода свыше 0,85% заметно снижается прокаливаемость стали. Одновременно углерод способствует снижению точки мартенситного превращения. Если содержание углерода достигает 0,8—0,9%, то мартен ситное превращение заканчивается при температуре ниже комнатной и в структуре остается некоторое количество остаточного аустенита, снижающего твердость закаленной стали. При увеличении содержания углерода до 0,95% количество остаточного аустенита достигает 15% Кроме этого, в высокоуглеродистых сталях возможно выделение карбидной сетки по границам зерен.

Увеличение содержания углерода от 0,85 до 0,95% (рис. 36) уменьшает эксплуатационную стойкость валков.

Содержание хрома, являющегося основным легирующим элементом валковых сталей, колеблется в пределах 1,5—2,0%, это обеспечивает получение стали с мелкими и равномерно распределенными карбидами. При большем количестве хрома по границам зерен возможно образование карбидной сетки и появление неоднородности в виде крупных карбидных частиц и полос. Хром увеличивает прокаливаемость, прочность, твердость и износостойкость стали, но снижает пластические свойства.

Добавка в сталь до 1 % молибдена, ванадия и вольфрама способствует повышению прокаливаемости, получению мелкозернистой структуры и более высоких механических свойств стали. Как правило, сталь одновременно легируют молибденом и ванадием; в качестве их заменителя применяют вольфрам При легировании ста ли 9X2 молибденом, ванадием и вольфрамом глубина активного закаленного слоя возрастает на 30 50% Одновременно увеличивается устойчивость против отпуска. Так, сталь марки 9Χ2ΜΨ характеризуется повышенной устойчивостью переохлажденного аустенита, сравнительно высоким положением точки мартенситного превращения, отсутствием склонности к перегреву при закалке с температур 900—950° С и др Ее равноценным заменителем является сталь марки 9Х2В Валки, изготовленные из стали этих марок, при прочих равных условиях показывают большую стойкость по сравнению с маркой стали 9X2.

В стали для валков обычно содержится 0,25—0,40% марганца. Он повышает твердость и прочность, но, способствуя росту зерна, понижает вязкость. Поэтому валковые ста ли не легируют марганцем. Его вводят лишь при раскислении для получения сульфидов марганца глобулярной формы.

Легирование хромистой стали кремнием увеличивает прокаливаемость и устойчивость против отпуска. При содержании кремния 1 —1,5% увеличивается глубина активного слоя, отпуск до 250° С не вызывает заметного снижения твердости. При большем количестве кремния отмечается обезуглероживание поверхности при нагреве под закалку и шелушение металла па поверхности бочки валка при работе. Стойкость валков, изготовленных из стали марки 9Х2СВФ, несколько выше, чем валков из стали марки 9X2.

В валковых сталях сера и фосфор являются вредны ми примесями. Сульфидные включения играют роль микротрещин, по которым концентрируются напряжения. Содержание серы в отечественных марках валковых сталей не превышает 0,03% Валки с повышенным содержанием серы менее стойки (рис. 37)

Фосфор способствует хрупкости стали при невысоких температурах. Его содержание не должно превышать 0,03%

Никель повышает прокаливаемость, прочность и вязкость стали. Однако, увеличивая количество остаточного аустенита, он препятствует получению высокой твердости. Стали, легированные никелем, применяют для изготовления опорных валков. В рабочих валках содержание никеля не должно превышать 0,30%

В некоторых марках валковой стали указывают допустимое содержание меди. Медь является сопутствующим элементом и попадает в сталь вместе с шихтой. Содержание меди в валковой стали обычно не превышает 0,20%, в таком количестве она не оказывает влияния на качество металла.

Эксплуатационные качества опорных валков из сталей марок 9ХФ и 80ХНЗВ примерно одинаковы. Валки из стали марки 9ХФ следует калить в масле, необходимую твердость и глубину активного слоя валков из стали марки 80ХНЗВ можно обеспечить нормализацией.