Термическая обработка валков холодной прокатки

Гедеон М.В, Соболь Г.П, Паисов И.В.

Металлургия, 1973 г.

ОПОРНЫЕ ВАЛКИ ЛИСТОВЫХ СТАНОВ ХОЛОДНОЙ ПРОКАТКИ

Опорные валки листовых станов холодной прокатки можно изготовлять цельноковаными и составными. При относительно малых размерах (до 800 мм) опорные валки изготовляют из сталей 9Х, 9ХФ, 9X2, химический состав которых приведен выше (см. табл. 4). Стали 9Х2МФ, 9Х2В и 9Х2СФ для производства опорных валков практически не применяют. Для изготовления очень крупных валков диаметром более 1000 мм (ГОСТ 3541—57) допустимо применение стали 80ХНЗВ, которую в последние годы все чаще заменяют сталью 75ХМ. Некоторое применение для изготовления цельнокованых опорных валков получила также сталь 65ХНМ.

При изготовлении составных опорных валков бандажи, насаживаемые на оси как и цельнокованые валки, изготовляют из сталей 9Х, 9ХФ и 9X2. Оси составных опорных валков можно изготовлять из стали различных марок, удовлетворяющих условиям прочности. В соответствии с ГОСТ 3541—57 для изготовления осей предусматривается применение углеродистой стали 70, хромистой стали 55Х, стали пружинной группы 55ХГ и сложнолегированной конструкционной стали 45ХНВ. Изготовление осей возможно также из стали 35ХМ, 45ХНМ и др. Составы перечисленных и применяемых в СССР сталей для изготовления опорных валков приведены в табл. 5.

В ЧССР, например, для опорных валков  применяют стали, содержащие ванадий (0,15%). Количество хрома при этом в зависимости от марки (см. табл. 5) может быть ниже обычного и равно 1,10%. В Японии [22] для изготовления бандажей опорных   валков используют

сталь, содержащую 0,8% С, 0,35% Μη и 1,8% Сr. Оси изготовляют из углеродистой стали, содержащей 0,45% С, 0,35% Siи 0,60% Μη. Как следует из табл. 5, оси составных опорных валков можно изготавливать из сталей различной прочности. По применению их в зависимости от тяжести условий эксплуатации эти стали можно расположить в следующем порядке: 45ХНМ, 45ХНВ, 50ХГ, 35ХМ, 55Х и сталь 70. Все они относятся к группе конструкционных сталей и авторы не рассматривают их как не соответствующие тематике.

Сталь   80ХНЗВ   разработана   относительно   давно в основном для изготовления крупных валков массой более 22 т. Обладая высокой устойчивостью аустенита в области перлитных превращений, эта сталь в больших сечениях сравнительно легко переохлаждалась на воздухе   (нормализация), а при   последующем   отпуске (550—580° С) можно было легко обеспечивать необходимую по ГОСТ 3541—57 твердость порядка 45—60HRC[23]. Однако в связи с недостаточной технологичностью и   высоким    расходом   дефицитного   никеля   сталь 80ХНЗВ не получила широкого применения. Вместо нее первоначально была предложена сталь 65ХНМ с меньшим содержанием никеля (до 1,5%) а затем — безникелевая сталь 75ХМ. В тех же крупных поковках массой более 22 тнормализация и отпуск стали 65ХНМ обеспечивали почти такую же твердость (40—55 HRC), как у поковок из стали 80ХНЗВ. В настоящее время из стали 65ХНМ изготовляют и более крупные опорные валки массой 40—45 т. В стали 75ХМ несколько выше содержание углерода, что в большей степени удовлетворяет требованиям по твердости. Содержащийся в стали молибден способствует увеличению прокаливаемое™, благодаря чему прокаливаемость стали 75ХМ выше, чем стали 9X2, однако ниже, чем в более легированной стали 65ХНМ. Сталь 75ХМ по содержанию углерода приближается к эвтектоидному составу и, как более технологичная, получила более широкое применение.

Крупные опорные валки можно изготавливать также из стали 60ХНВ. Н. П. Нагорновым [24] для изготовления крупных опорных валков рекомендована сталь типа 9Х2НВ с высоким содержанием углерода, обеспечивающая после закалки ТПЧ повышенную глубину рабочего закаленного слоя.

3. ВАЛКИ ТРУБОПРОКАТНЫХ, КАЛИБРОВОЧНЫХ, ТРУБОЭЛЕКТРОСВАРОЧНЫХ СТАНОВ И ЛИСТОПРАВИЛЬНЫХ МАШИН

Выше были рассмотрены основные марки стали, применяемые для изготовления рабочих и опорных валков листовых станов холодной прокатки. Число сталей, используемых в других станах и машинах, предназначенных для формоизменения материала в холодном состоянии, значительно больше. Так, для изготовления валков станов холодной прокатки труб (ХПТ) используют стали ЗОХГСА, ЗЗХНЗМА, 35ХМЛ и др. Формовочно-калибровочные валки трубоэлектросварочных станов изготовляют из инструментальных сталей типа

Х12, Х12М, Х12Ф в состоянии термической обработки на твердость примерно 80 HRC. Валки листоправильных машин обрабатывают на твердость в соответствии с ГОСТ 3541—57 и изготовляют из сталей типа 9ХС, ШХ15, цементуемых сталей 12ХНЗА, 20ХНЗА и даже из пружинной стали 50ХФА. Известны примеры удовлетворительной эксплуатации валков из сталей 5ХНВ и 60ХНЗА с твердостью около 70 HRCна калибровочных станах. Все чаще для изготовления рабочих валков многовалковых листовых станов применяет карбид вольфрама. Химический состав некоторых из этих сталей приведен в табл. 6.

Большая группа валковых сталей разработана на базе простых 9Х и 9X2, а именно: 9ХГ, 9Х2С, 9Х2Ф, 9Х2М, 9ХГФ, 9Х2НФ и др., которые также можно использовать для изготовления валков перечисленных выше станов.