Контроль експлуатаційної стійкості валків гарячої прокатки з високохромистих чавунів та швидкорізальних сталей
Loading...
Date
2021
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
НМетАУ, Дніпро
Abstract
UKR: Мета. Властивістю, що визначає якість матеріалів робочого шару прокатних валків вважається їх зносостійкістю. Однак в умовах гарячої прокатки на її стабільність можуть вплинути такі властивості як корозійна стійкість та термостійкість. Поширеними матеріалами для виконання прокатних валків гарячої прокатки є білий високохромистий чавун та швидкорізальна сталь, питанням термостійкості яких у сучасній літературі не приділено достатньо уваги. Метою роботи є контроль якості високохромистого чавуну та швидкорізальної сталі як матеріалів валків гарячої прокатки за рахунок оцінки їх термостійкості. Методика. Експериментальні зразки високохромистого чавуну марки ІЧХ16НМФТ та швидкорізальної сталі марок Р5М5 та Р6М5 були піддані термоциклуванню за режимом: 200 циклів нагрівання до 600°С та охолодження до 20°С. Після випробувань оцінювали зміни мікроструктури та мікротвердості структурних. Результати. Представлені результати дослідження схильності матеріалів, що застосовуються для виробництва прокатних валків, до руйнування, викликаного термічною втомою. Досліджено умови зародження та зростання тріщин термічної втоми у білому високохромистому чавуні, оцінені структурні зміни, що відбуваються при термоциклуванні. На поверхні зразків білого високохромистого чавуну у процесі випробувань було виявлено утворення макро- та мікротріщин термічної втоми. Мікротріщини проходять по евтектичних карбіду, значною мірою поширюючись на залишковий аустеніт, по межі розділу карбіду з продуктами розпаду аустеніту. На поверхні зразків швидкорізальної сталі в описаних умовах випробувань тріщиноутворення не спостерігалося. Внаслідок термоциклування білого високохромистого чавуну відбувається зниження мікротвердості металевої матриці, а мікротвердість евтектичного карбіду у порівнянні з вихідним литим станом збільшується. Мікротвердість структурних складових швидкорізальної сталі змінюється менш істотно. Наукова новизна. Встановлено механізм впливу термоциклуваня білого високохромистого чавуну та швидкорізальної сталі на зносостійкість робочого шару прокатних валків з цих матеріалів. Практична значущість. Відбувається зниження зносостійкості прокатних валків з робочим шаром з високохромистого чавуну в литому стані внаслідок термовтомного руйнування під час експлуатації в умовах гарячої прокатки. Підвищити термостійкість високохромистого чавуну ІЧХ16НМФТ можна, за рахунок застосування спеціальних методів термообробки, спрямованих на отримання бейнітної структури металевої матриці. Рекомендується враховувати показники термостійкості матеріалів прокатних валків гарячої прокатки як додатковий критерій контролю їх якості.
ENG: Purpose. High chromium cast iron and high speed steel are used for rolling mil l rolls production. In hot rolling processes tool’s failure can be result from the combination of thermo-mechanical and chemical damage. A better knowledge of thermal fatigue destruction mechanisms in this material could be useful for a better appreciation of its service behavior and lifetime. Methodology. The experimental spesimens of high chromium cast iron and high speed steel were tested by mode: 200 cycles the heating to 600°C and cooling to 20°C. The changes in the microstructure and microhardness of structural components after tests are evaluate. Findings. The results of studies of materials used for rolling mill rolls production tendency to the destruction caused by thermal fatigue are presented. The influence thermal cycling on structure and properties high chromium cast iron and high speed steel was investigated. The tendency of white cast iron to thermal fatigue damage was shown. Peculiarities of thermal cracks nucleation and growth were studied. Microhardness of structural components after the tests was measured. The structural changes that occur during thermal cycling were analyzed. Originality. The mechanism of influence of thermal cycling of white high chromium cast iron and high speed steel on wear resistance of a working layer of rolled roll s from these materials is established. Practical value. It may be recommended to take into account thermal stability of materials hot rolling mill rolls as an additional criterion of quality.
ENG: Purpose. High chromium cast iron and high speed steel are used for rolling mil l rolls production. In hot rolling processes tool’s failure can be result from the combination of thermo-mechanical and chemical damage. A better knowledge of thermal fatigue destruction mechanisms in this material could be useful for a better appreciation of its service behavior and lifetime. Methodology. The experimental spesimens of high chromium cast iron and high speed steel were tested by mode: 200 cycles the heating to 600°C and cooling to 20°C. The changes in the microstructure and microhardness of structural components after tests are evaluate. Findings. The results of studies of materials used for rolling mill rolls production tendency to the destruction caused by thermal fatigue are presented. The influence thermal cycling on structure and properties high chromium cast iron and high speed steel was investigated. The tendency of white cast iron to thermal fatigue damage was shown. Peculiarities of thermal cracks nucleation and growth were studied. Microhardness of structural components after the tests was measured. The structural changes that occur during thermal cycling were analyzed. Originality. The mechanism of influence of thermal cycling of white high chromium cast iron and high speed steel on wear resistance of a working layer of rolled roll s from these materials is established. Practical value. It may be recommended to take into account thermal stability of materials hot rolling mill rolls as an additional criterion of quality.
Description
Н. Полякова: ORCID 0000-0001-9789-7499; М. Бойко: ORCID 0000-0003-3557-9027; В. Іващенко: ORCID 0000-0001-5195-2552; С. Журавльова: ORCID 0000-0002-8519-5155; В. Хричиков: ORCID 0000-0002-8557-098X
Keywords
високохромистий чугун, швидкорізальна сталь, прокатні валки, термічна втома, термоциклування, high chrome cast iron, high speed steel, rolling mill rolls, thermal fatigue, thermal cycling, КСЯСМ, КМЧС, КМТОМ, КЕЛІ, КЛВ
Citation
Полякова Н. В., Бойко М. М., Чеченєв В. А., Іващенко В. П., Журавльова С. В., Хричиков В. Є. Контроль експлуатаційної стійкості валків гарячої прокатки з високохромистих чавунів та швидкорізальних сталей. Теорія і практика металургії. 2021. № 5 (130). С. 34–39. DOI: https://doi.org/10.34185/tpm.5.2021.04.