Розрахунок процесу модифікування осьової зони прокатних валків із заевтектоїдної сталі з вмістом вуглецю 1,80%
Loading...
Date
2022
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
НМетАУ, Дніпро
Abstract
UKR: Мета. Встановити тривалість твердіння робочого шару прокатних валків в кокілі, розміри осьової зони з рідким та рідко-твердим металом і масу хімічних елементів-графітизаторів для введення їх в осьову зону, що зменшить вплив карбідоутворювальних хімічних елементів на структуру заевтектоїдної сталі. Методика. Кінетику кристалізації фронтів ліквідус, виливання і солідус встановлювали за дев’ятьма експериментальними вимірами твердіння циліндричних виливків зі сплавів Fe-C, що були отримані Б. Б. Гуляєвим. Оцифрування кривих виконували в програмі AutoCAD 2010 в координатах відносного розміру виливка х/R і параметричного критерію Б. Б. Гуляєва τ/R2. Результати. За результатами оцифрування та інтерполяції експериментальних даних побудовані криві кінетики твердіння фронтів ліквідус, виливання і солідус у виливках із заевтектоїдної сталі з вмістом вуглецю 1,80%. Підвищити якість прокатних валків із заевтектоїдної сталі можливо при зменшенні негативного впливу цементиту, карбідів хрому і молібдену на структуру осьової зони за рахунок введення графі тизувальних елементів, яке реалізувати необхідно тільки після твердіння в кокілі робочого шару із заевтектоїдної сталі. Тому послідовно розраховували тривалість твердіння робочого шару в бочці валка, розміри осьової зони з рідким та рідко-твердим металом і на цю масу рідини встановлювали масу хімічних елементів-графітизаторів. Наведено приклад розрахунку маси графітизатору по отриманим кривим кінетики твердіння фронту виливання для бочки прокатного валку масою 2080 кг. Виконати технологію введення графітизатора по осі виливка доцільно згідно наведеного способу лиття і схеми ливарної форми. Наукова новизна. Вперше отримали криві кінетики твердіння фронтів виливання, солідус та ліквідус з кроком за відносним розміром виливка 0,05 х/R для заевтектоїдної сталі з вмістом 1,80% вуглецю. Вперше запропоновано методику розрахунку маси і часу введення графітизувального модифікатора в осьову зону валків різних розмірів відповідно до кількості рідкої та рідко-твердої фаз, які залишаються після твердіння робочого шару у бочці. Практична значущість. Запропоновано технологію графітизувального модифікування осьової зони прокатних валків із заевтектоїдної сталі з вмістом вуглецю 1,80% для зменшення негативного впливу цементиту на фізико-механічні властивості осьової зони.
ENG: Purpose. Determine the duration of hardening of the working layer of rolling rolls in the mold, the dimensions of the axial zone with liquid and liquid-solid metal and the mass of chemical graphitizing elements for their introduction into the axial zone, which will reduce the influence of carbide-forming chemical elements on the structure of the eutectoid steel. Methodology. The crystallization kinetics of the liquidus, pouring, and solidus fronts were determined based on nine experimental measurements of the hardening of cylindrical castings from Fe-C alloys obtained by B. B. Gulyaev. Curves were digitized in the AutoCAD 2010 program in the coordinates of the relative size of the casting x/R and the parametric criterion of B. B. Gulyaev τ/R2. Results. According to the results of digitization and interpolation of experimental data, the curves of the hardening kinetics of the liquidus, pouring and solidus fronts in castings made of post-eutectoid steel with a carbon content of 1.80% were constructed. It is possible to improve the quality of rolling rolls made of post-eutectoid steel by reducing the negative impact of cementite, chromium and molybdenum carbides on the structure of the axial zone due to the introduction of graphitizing elements, which must be implemented only after hardening in the mold of the working layer of post-eutectoid steel. Therefore, the duration of hardening of the working layer in the barrel of the roll, the dimensions of the axial zone with liquid and liquid-solid metal were consistently calculated, and the mass of chemical graphitizing elements was set for this mass of liquid. An example of calculating the mass of the graphitizer based on the obtained curves of the hardening kinetics of the pouring front for a barrel of a rolled roll with a mass of 2080 kg is given. It is advisable to implement the technology of introducing the graphitizer along the axis of the casting according to the given method of casting and the scheme of the foundry mold. Scientific novelty. For the first time, the curves of the hardening kinetics of the casting fronts, solidus and liquidus with a step of the relative size of the casting of 0.05 x/R for a pre-eutectoid steel with a carbon content of 1.80% were obtained. For the first time, a method of calculating the mass and time of introducing a graphitizing modifier into the axial zone of rolls of different sizes according to the amount of liquid and liquid-solid phases that remain after the hardening of the working layer in the barrel is proposed. Practical significance. The technology of graphitizing modification of the axial zone of rolling rolls made of post-eutectoid steel with a carbon content of 1.80% is proposed to reduce the negative impact of cementite on the physical and mechanical properties of the axial zone.
ENG: Purpose. Determine the duration of hardening of the working layer of rolling rolls in the mold, the dimensions of the axial zone with liquid and liquid-solid metal and the mass of chemical graphitizing elements for their introduction into the axial zone, which will reduce the influence of carbide-forming chemical elements on the structure of the eutectoid steel. Methodology. The crystallization kinetics of the liquidus, pouring, and solidus fronts were determined based on nine experimental measurements of the hardening of cylindrical castings from Fe-C alloys obtained by B. B. Gulyaev. Curves were digitized in the AutoCAD 2010 program in the coordinates of the relative size of the casting x/R and the parametric criterion of B. B. Gulyaev τ/R2. Results. According to the results of digitization and interpolation of experimental data, the curves of the hardening kinetics of the liquidus, pouring and solidus fronts in castings made of post-eutectoid steel with a carbon content of 1.80% were constructed. It is possible to improve the quality of rolling rolls made of post-eutectoid steel by reducing the negative impact of cementite, chromium and molybdenum carbides on the structure of the axial zone due to the introduction of graphitizing elements, which must be implemented only after hardening in the mold of the working layer of post-eutectoid steel. Therefore, the duration of hardening of the working layer in the barrel of the roll, the dimensions of the axial zone with liquid and liquid-solid metal were consistently calculated, and the mass of chemical graphitizing elements was set for this mass of liquid. An example of calculating the mass of the graphitizer based on the obtained curves of the hardening kinetics of the pouring front for a barrel of a rolled roll with a mass of 2080 kg is given. It is advisable to implement the technology of introducing the graphitizer along the axis of the casting according to the given method of casting and the scheme of the foundry mold. Scientific novelty. For the first time, the curves of the hardening kinetics of the casting fronts, solidus and liquidus with a step of the relative size of the casting of 0.05 x/R for a pre-eutectoid steel with a carbon content of 1.80% were obtained. For the first time, a method of calculating the mass and time of introducing a graphitizing modifier into the axial zone of rolls of different sizes according to the amount of liquid and liquid-solid phases that remain after the hardening of the working layer in the barrel is proposed. Practical significance. The technology of graphitizing modification of the axial zone of rolling rolls made of post-eutectoid steel with a carbon content of 1.80% is proposed to reduce the negative impact of cementite on the physical and mechanical properties of the axial zone.
Description
Л. Іванова: ORCID 0000-0002-5997-610X
Keywords
твердіння, виливок, Fe-C, модифікування, розрахунок, hardening, casting, modification, calculation, КЛВ
Citation
Семенов О. Д., Іванова Л. Х. Розрахунок процесу модифікування осьової зони прокатних валків із заевтектоїдної сталі з вмістом вуглецю 1,80%. Теорія і практика металургії. 2022. № 6 (137). С. 5–7.