4. Стали для прокатных валков

Стали для прокатных валков подразделяют на стали для валков горячей и холодной прокатки.

Стали для валков горячей прокатки. Валки для горя­чей прокатки можно изготовлять литыми и цельнокован — ными. В настоящее время большой объем валков для го­рячей прокатки получают методом литья. Для изготовле­ния валков горячей прокатки применяют конструкционные машиностроительные стали (50, 55, 40ХН, 50ХН и др.), инструментальные стали (У 10, У12, 9ХФ, 9Х2МФ и др.), а также специальные стали (150ХНМ, 180СХНМ и др.) Марки сталей для валков горячей прокатки и их свойства регламентируются ГОСТ 9487—83.

Механические свойства’ сталей для валков горячей прокатки после термической обработки приведены ниже, не менее:

<хв, МПа 6 % KCU, МДж/м2 HB

55Х…………………………………… 665/705 10/9 — (223—277)/(255—293)

60ХГ…………………… 665/705 10/8 0,25/0,25 229—285/255—300

60ХН………………………………… 665/705 10/10 0,25/0,25 229—285/255—302

Твердость сталей 9Х и 9ХФ после нормализации и от­пуска HB 241—285, после закалки и отпуска HB 352— 429; сталей 9Х2МФ и 150ХНМ после закалки и отпуска соответственно HB 352—429 и HB 260—290.

Увеличение содержания углерода в сталях для валков горячей прокатки повышает их твердость, но снижает вяз­кость. Легирование повышает комплекс механических свойств сталей и увеличивает прокаливаемость их, однако при этом усложняется их термическая обработка, особен­но сталей для литых валков.

Для валков горячей прокатки широко используют так­же легированные чугуны с содержанием углерода в преде­лах 2,8—3,9 %.

Типовой обработкой валковых сталей является закалка с отпуском или нормализация и отпуск. В ряде случаев (заэвтектоидные, ледебуритные стали, например, 150ХНМ) применяют двойную или тройную нормализа­цию с отпуском, чтобы разбить сетку избыточного цемен­тита.

Стали для валков холодной прокатки должны обеспе­чивать следующие требования: высокую твердость поверх­ностного слоя, высокое сопротивление износу, достаточ­ную вязкость, высокую прокаливаемость, хорошую поли — руемость. Для валков холодной прокатки применяют ле­гированные стали с повышенным содержанием углерода. Марки сталей регламентируются ГОСТ 3541—79. Составы сталей обычно находятся в пределах: 0,6—0,9 % С; 0,2— 2,0 % Si; 1,5—2,0 % Cr; ((2—0,8 % Mo; 0,1—0,2 % V; 0,1— 0,2 % W.

Валки холодной прокатки изготовляют в зависимости от назначения и размера из указанных ниже сталей.

Рабочие валки с диаметром бочки до 400 мм изготов­ляют из сталей 9X1 (9Х), 9X2,90ХФ (9ХФ), 9Х2МФ, 9ХСВФ„ 75ХСМФ, 60ХСМФ, 8Х5СМФК; с диаметром бочки 400— 600 мм — из 9X2, 9Х2МФ, 75ХСМФ, 60Х2СМФ, 8Х5СМФК; с диаметром бочки 600—900 мм — из 9Х2МФ, 60ХСМФ, 8Х5СМФК; опорные валки, бандажи составных опорных валков диаметром до 1600 мм — из сталей 9X1 (9Х), 9X2, 90ХФ (9ХФ), 75ХМ, 8ХСМ.

Оси составных опорных валков из сталей 55Х, 45ХНМ, 40ХН2МА. — •

Легирование сталей должно обеспечить достаточную полноту растворения карбидов и легированность мартен­сита, а также сохранение мелкого аустенитного зерна, для чего стали легируют небольшими добавками ванадия. В целях повышения — вязкости в состав валковых сталей вводят молибден. Введение в сталь хройа (9Х, 9X2) уве­личивает прокаливаемость, прочность и износостойкость стали, но снижает пластичность. Дальнейшее повышение прокаливаемости достигается при увеличении содержания хрома и введения в сталь молибдена (9Х2МФ) или воль­фрама (9Х2В).

Рабочие и опорные валки прокатных станов упрочняют путем поверхностной закалки обычно с применением ин­дукционного нагрева и низкотемпературного отпуска. При этом сердцевина валков должна иметь достаточную вяз­кость для предотвращения разрушения при нарушениях работы прокатных станов и возникновении перенапряже­ний. Поверхностная твердость рабочих валков существен­но выше, чем опорных.

Состав стали и режимы термической обработки ста­лей для валков должны обеспечить после закалки и от­пуска оптимальную структуру гомогенного мартенсита с высокодисперными карбидами. Вследствие малого време­ни аустенитизации при индукционном нагреве структура валков холодной прокатки должна быть предварительно подготовлена, для этого проводят предварительное улуч­шение.

Обычный интервал температур аустенитизации сталей для валков составляет 850—950°С. Температура отпуска закаленной стали определяется необходимым уровнем по­верхностной твердости и может меняться от 150 до 400 0G.

Большое значение имеет чистота сталей по неметалли­ческим включениям. Полезным является применение ста­ли повышенной чистоты вакуумных способов выплавки. Это особенно важно при производстве валков для прокат­ки фольги.

Для изготовления рабочих валков многовалковых ста­нов для прокатки тонкого й тончайшего листа целесооб­разно применение сталей: высокой износостойкости. К таким сталям относится разработанная Ю. А. Башниным, М. В. Гедеоном с сотрудниками сталь ледебуритного класса Х9ВМФ (1,34 % С, 8,0 % Cr, 1,07 % Mo, 0,40 % V1 1,17 %W), обеспечивающая сквозную прокаливаемость в сечениях до 150 мм, высокую контактно-усталостную вы­носливость и структурную стабильность.