Авторы: Жаклин леконт-бекерс, марио синнейв, Жером Чуфанг Чуинджанг

 

Аннотация

 

Сравниваются две марки сплавов для рабочих валков, используемых в черновой клети стана горячей прокатки (HSM). Первый сорт, известный как высокохромистая сталь (HCS), в настоящее время является наиболее широко используемым сплавом для такого применения, в то время как второй, известный как полу-быстрорежущая сталь (полу-HSS), представляет собой новый сорт, разработанный для улучшения общих характеристик рабочий валок в черновых клетях.

 

Настоящей статье новая марка полу-HSS исследуется, исходя из трёх химических составов, близких друг к другу, изменение легирующих элементов предназначено для оценки, с одной стороны, влияния небольшого увеличения содержания углерода и с другой стороны, влияния добавления сильного карбид-образующего элемента MC.

 

Сравнение марок HCS и полу-HSS включает множество областей.Что касается металлургического аспекта, такое сравнение привело к расширению диапазона затвердевания, характеристик кристаллизации и микроструктуры в состоянии литья для обеих марок. Кроме того, сравниваются коррозионные свойства и характеристики рабочих валков в эксплуатации.

 

Для характеристики обеих марок используются различные методы, такие как дифференциальный термический анализ (для определения температур фазовых превращений, режима кристаллизации и интервала затвердевания), измерения твёрдости, оптическая микроскопия, сканирующая электронная микроскопия, связанная с энергодисперсионной рентгеновской спектроскопией (для определения природы и состава фаз, особенно матрицы и карбидов).

 

Наконец, можно установить микромакросвязь между характером микроструктуры и свойствами сортов валков из HCS и полу-HSS в условиях эксплуатации.

 

Введение

 

Начале 80-х годов европейские производители валков разработали марку рабочих валков из хромистой стали и с тех пор внедрили их в большинство существующих черновых клетей станов горячей прокатки (HSM), а также на ранних чистовых клетях компактных полосовых станов. В 2010 году марка хромистой стали по-прежнему является стандартной маркой во многих HSM по всему миру, как видно из рисунка 1.

 

Постоянно растущие требования к черновым станам с точки зрения соотношения цены и производительности, включая более высокую производительность, улучшенное качество продукции и более высокую безопасность, побудили европейских производителей

 

Валков в начале 90-х годов разработать новый сплав валков для черновых клетей, известный как полу-быстрорежущаая сталь. (полу-HSS). Этот новый сорт считался настоящей революцией с точки зрения характеристик валков почти во всех аспектах требуемого поведения.

 

Рисунок 1: Преобладающие марки рабочих валков чернового стана

 

В мире

 

 

Semi-HSS занял прочные позиции, особенно в западноевропейских HSM. Однако некоторые области применения, такие как прокатка нержавеющей и специальной стали, проявили интерес к дальнейшему развитию, чтобы преодолеть некоторые недостатки полу-HSS. Специальная марка быстрорежущей стали (HSS) для черновых станов была разработана для решения этой новой задачи в конце девяностых годов - см. Историю разработки рабочих валков на рисунке 2.

 

Рисунок 2: История работы чернового стана hsm рулон марки 1950-2010 гг.

 

8. Марки рабочих валков для черновых клетей

 

Химический состав

 

Типичный химический состав основных марок черновых валков, используемых в настоящее время при горячей прокатке полосы, приведен в таблице 1. В этой таблице указаны основные элементы, такие как углерод, хром, вольфрамовый эквивалент, карбид-MC-образующие элементы, а также содержание карбида и твердость. ассортимент различных марок черновых валков.

 

Полу-HSS1 и полу-HSS2, соответственно, являются полу-HSS с различным содержанием углерода, оба сорта содержат элементы, образующие карбиды MC, полу-HSS 3 показывает самое высокое содержание элементов, образующих карбид MC (V, Ti, Nb, Ta и т. Д.).

 

Год

 

Таблица 1: Марки валков чернового стана - анализ, содержание карбидов и твердость рабочей зоны

 

Из моделирования TC видно, что первое твёрдое тело является почти гранецентрированным кубическим аустенитом, за исключением полу-HSS марки 3, где первым твёрдым телом, выпадающим в осадок, является объёмно-центрированный кубический дельта-феррит. Исходя из этого утверждения, перитектическое превращение происходит в полу-HSS 3 в процессе затвердевания (рис. 4d). Известно, что это перитектическое превращение способствует образованию новой аустенитной фазы в результате разложения предыдущей дельта-ферритной фазы.

 

 

 

Микроструктура хромистой стали (Cr-сталь) в основном определяется матрицей отпущенного мартенсита с эвтектикой. карбиды M 7 C3 и M 6 Тип C. Сильно повышенная твердость матрицы и различных типов карбидов, отличных от цементита, определили гораздо более высокую износостойкость

 

и огнестойкость по сравнению с прежними стандартными сортами. В середине 80-х годов этот тип валков стал стандартным рабочим валком чернового стана. Марка полу-HSS характеризуется матрицей из отпущенного мартенсита с сильным эффектом закалки при отпуске, где были введены специальные карбиды типа М 7 C 3, M 6. Эта структура уже имеет типичные характеристики марок HSS, таких как высокотемпературная прочность и жаропрочность. Последний разработанный сплав HSS для черновых клетей увеличил количество карбидов MC и M6C заменяя в большей степени карбиды типа M 7 C 3. И полу-HSS, и HSS для шероховатых поверхностей не представляют собой непрерывную карбидную сетку. Эти два последних сорта валков подвергаются длительной сложной термообработке, которая обеспечивает однородную базовую структуру и способствует их высокому уровню производительности.

 

Тип, твёрдость и количество этих карбидов оказывают сильное влияние на износостойкость, износ поверхности и поведение к окислению различных типов валков [1-5].