Прогнозування структурного стану робочого шару великогабаритних прокатних валків під час термічного зміцнення

Abstract

UK: Постановка проблеми. Під час виготовлення великогабаритних прокатних валків гарячого деформування використовують високовуглецеві сталі, додатково леговані хромом, молібденом, ванадієм. Прокатні валки в процесі експлуатації зазнають значних навантажень, тому вони повинні володіти достатньою твердістю та стійкістю до зношування. Для виготовлення прокатних валків гарячого деформування останнім часом використовують сталі типу 65Х3СМФ, 80Х3МФ, 80Х5МФ, однак, попри це, їх стійкість до зношування в жорстких умовах експлуатації виявляється недостатньою. У літературних джерелах відсутня інформація щодо особливостей кінетики розпаду аустеніту зазначених валкових сталей, тому цей напрям потребує відповідних комплексних досліджень. Мета роботи – розвиток методики прогнозування структурного стану робочого шару великогабаритних прокатних валків у процесі термічного зміцнення високовуглецевих легованих сталей з урахуванням визначальних параметрів технології виготовлення. Для досліджень використано сталі 65Х3СМФ, 80Х3МФ, 80Х5МФ й аналітичні моделі, що були адаптовані для відповідних розрахунків. Результати. Розроблено методику моделювання фазово-структурних перетворень у процесі безперервного охолодження високовуглецевих легованих сталей. Для сталей 65Х3СМФ, 80Х3МФ, 80Х5МФ побудовано термокінетичні діаграми та на їх засадах досліджено особливості формування структурного стану робочого шару великогабаритних прокатних валків (опорні, робочі) під час термічного зміцнення. Встановлено, що спосіб загартування з об’ємного нагріву опорних валків зі сталі 65Х3СМФ забезпечує формування бейнітної структури за усією унормованою глибиною їх робочого шару. Для робочих валків, виготовлених зі сталей 80Х3МФ і 85Х5МФ, найбільш ефективним виявляється спосіб загартування з диференційованим нагрівом, при цьому в останньому випадку безперервне охолодження слід проводити з більш уповільненою швидкістю.

EN: Abstract. Problem statement. High-carbon steels, which are additionally alloyed with chromium, molybdenum, and vanadium, are used during the production of large-sized rolling rolls for hot deformation. Rolling rolls are subjected to significant loads during operation, so they must have sufficient hardness and resistance to wear. Steels of the type 65Cr3SiMoV, 80Cr3MoV, 80Cr5MoV have recently been used for the production of hot-formed rolling rolls, but despite this, their resistance to wear in harsh operating conditions is insufficient. There is no information in the literature about the peculiarities of the austenite decay kinetics of the specified rolled steels, therefore, this direction requires appropriate comprehensive research. Purpose. Development of a methodology for predicting the structural state of the working layer of large rolling rolls in the process of thermal strengthening of high-carbon alloy steels, taking into account the determining parameters of the manufacturing technology. Results. A methodology for modeling phase-structural transformations in the process of continuous cooling of high-carbon alloy steels was developed. For steels 65Cr3SiMoV, 80Cr3MoV, 80Cr5MoV were constructed thermokinetic diagrams and on their basis, the peculiarities of the formation of the structural state of the working layer of large rolling rolls (support, working) during thermal hardening were investigated. It has been established that the method of hardening by volumetric heating of support rolls made of 65Cr3SiMoV steel ensures the formation of a bainite structure over the entire normalized depth of their working layer. For working rolls made of 80Cr3MoV and 80Cr5MoV steels, the most effective method is hardening with differentiated heating, while in the latter case continuous cooling should be carried out at a slower speed.