3) Завод б – двойная нормализация с отпуском (рис. 47) для работы валков листовых станов диаметр 400-750 мм.
При 950-960°С растворяется карбидная сетка, а при последующем переохлаждении до температуры 350-300°С на воздухе исключается возможность её выполнения. Температура 840-850°С принята для устранения возможного перегрева стали при 950-960ºC. Новый режим исключает надобность в термическом улучшении.
Рассмотренные виды предварительной термической обработки предполагают применение в последующей окончательной закалки валков с нагревом ТПЧ. Между тем для особо тяжелых условий работы валков лучше применять объемную закалку. В таком случае целесообразно использовать технологическую схему предварительной термической обработки 4 - завод Г, включающий отжиг с улучшением (рис. 48) для сталей 9Х, 9ХФ, 9Х2, 9Х2МФ.
5) Режим изотерического отжига поковок (рис. 49), не требующий применения последующего улучшения или предшествующей нормализации, предложен в.М. Дегтяревым [77].
В основе своей режим приемлем в случае правильного поведения операций ковки, гарантирующих отсутствие карбидной сетки. Режим весьма длителен и приводит к нерациональному использованию оборудования.
В Польской Народной Республике [78] широко применяют режим нормализации (800-830ºC) с отжигом (750-760ºC). Отличительными особенностями являются температурные ступени при нагреве и охлаждении (рис. 50).
В зарубежных странах Запада в режимах предварительной термической обработки крупных поковок вообще, и поковок валков холодной прокатки в частности, учтены преимущественно возможности проявления флокенов, а поэтому эти режимы весьма длительны.
Для проведения предварительной термической обработки используют термические печи с выдвижным подом и ямного типа (отжиг, нормализация), а также вертикальные шахтные газовые или электрические печи (улучшение).
Более мелкие поковки валков можно охлаждать в песочных ямах.
Диаметр поковки, мм |
Выдержка, ч. |
Нагрев со υ град/ч |
Выравнивание, ч. |
Выдержка, ч. |
Охлаждение, град/ч |
Выравнивание, ч. |
Выдержка, ч. |
Охлаждение, град/ч |
Выдержка, ч. |
Охлаждение, град/ч |
Выдержка, ч. |
Диаметр поковки, мм |
Посадка и выдержка, ч. |
Нагрев град/ч |
Выравнивание, о/ч. |
Нагрев, о/ч. |
Выравнивание, о/ч. |
Выдержка, о/ч. |
|
Посадка и выдержка |
Нагрев, о/ч. |
Выравнивание, ч. |
Выдержка, ч. |
Охлаждение до температуры |
|
1-2 |
2-3 |
3-4 |
4-5 |
5-6 |
6-7 |
7-8 |
8-9 |
9-10 |
10-11 |
11-12 |
|
1-2 |
2-3 |
3-4 |
4-5 |
5-6 |
6-7 |
7-8 |
8-9 |
9-10 |
10-11 |
11-12 |
12-13 |
120-250 |
4 |
≤100 |
по садке |
4 |
50 |
по садке |
6 |
50 |
2 |
30 |
2 |
100-200 |
Посадка в печь с температурой 350-850 ºC |
— |
~ |
по мощности печи |
~ |
1,0 |
|
1,0 |
80 |
~ |
3 |
500 |
251-350 |
5 |
≤80 |
5 |
50 |
6 |
50 |
3 |
30 |
3 |
201-250 |
— |
~ |
~ |
1,5 |
|
1,5 |
70 |
~ |
4 |
500 |
||||
351-400 |
6 |
≤80 |
6 |
50 |
6 |
50 |
4 |
30 |
4 |
251-300 |
100 |
~ |
~ |
2,0 |
|
2,0 |
60 |
~ |
4 |
500 |
||||
401-530 |
6 |
≤80 |
6 |
50 |
6 |
50 |
4 |
20-120 |
6 |
301-400 |
80 |
~ |
~ |
2,5 |
|
2,5 |
50 |
~ |
6 |
500 |
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
401-530 |
60 |
~ |
~ |
3,0 |
|
3,0 |
40 |
~ |
8 |
400 |
Рисунок 45 - Технологическая схема предварительной термической обработки [отжиг (а) + улучшение (б)] рабочих валков холодной прокатки из стали 9Х, 9Х2, 9ХФ, 9Х2МФ, 9ХСВФ, 9Х2СВФ.
Диаметр поковки, мм |
Накоплен, ч. |
Выдержка, ч. |
Нагрев, о/ч. |
Выравнивание, ч. |
Выдержка, ч. |
Охлаждение, о/ч |
Выдержка, ч. |
Нагрев, о/ч |
Выравнивание, ч. |
Выдержка, ч. |
Охлаждение, о/ч |
Охлаждение, о/ч |
|
Выдержка, ч. |
Нагрев о/ч |
Выравнивание, ч. |
Выдержка, ч. |
Нагрев, о/ч |
Выравнивание, ч. |
Выдержка, ч. |
|
Выдержка, ч. |
Нагрев о/ч |
Выравнивание, ч. |
Выдержка, ч. |
|
1-2 |
2-3 |
3-4 |
4-5 |
5-6 |
6-7 |
7-8 |
8-9 |
9-10 |
10-11 |
11-12 |
12-13 |
|
1-2 |
2-3 |
3-4 |
4-5 |
5-6 |
6-7 |
7-8 |
|
9-10 |
10-11 |
11-12 |
12-13 |
500 |
Не ограничено |
4 |
120 |
6 |
5 |
На воздухе |
1 |
120 |
6 |
32 |
30 |
10 |
|
1 |
80 |
1 |
4 |
80 |
3-5 |
3-4 |
|
2-3 |
80 |
5-7 |
6-8 |
501-650 |
6 |
100 |
8 |
6 |
2 |
100 |
8 |
40 |
20 |
10 |
|
2 |
70 |
2 |
5 |
60 |
4-5 |
4-5 |
|
3-4 |
60 |
7-9 |
8-10 |
||
651-750 |
10 |
100 |
8 |
7 |
2 |
100 |
8 |
48 |
20 |
10 |
|
3 |
60 |
3 |
6 |
50 |
5-6 |
5-6 |
|
4-5 |
50 |
9-11 |
10-12 |
||
751-850 |
11 |
90 |
10 |
8 |
3 |
90 |
10 |
56 |
20 |
10 |
|
4 |
50 |
4 |
7 |
40 |
6-8 |
6-7 |
|
5-6 |
40 |
11-13 |
12-14 |
||
851-1000 |
12 |
80 |
10 |
8 |
3 |
80 |
10 |
64 |
20 |
10 |
|
5 |
40 |
5 |
8 |
30 |
8-10 |
7-8 |
|
6-7 |
30 |
13-15 |
14-16 |
Рисунок 46 - Технологическая схема предварительной термической обработки (нормализация с отпуском и закалка с отжигом) рабочих валков холодной прокатки из стали 9Х, 9Х2МФ, 9Х2В.
Диаметр поковки, мм |
|
Выравнивание, ч. |
Нагрев, о/ч. |
Выравнивание, ч. |
Выдержка, ч. |
Охлаждение, град/ч |
Выдержка, ч. |
Нагрев, град/ч |
Выравнивание, ч. |
Выдержка, ч. |
Охлаждение, град/ч |
Выдержка, ч. |
Нагрев, о/ч. |
Выравнивание, ч. |
Выдержка, ч. |
Охлаждение, о/ч |
Охлаждение, о/ч |
|
1-2 |
2-3 |
3-4 |
4-5 |
5-6 |
6-7 |
7-8 |
8-9 |
9-10 |
10-11 |
11-12 |
12-13 |
13-14 |
14-15 |
15-16 |
16-17 |
17-18 |
400-500 |
Посадка в печь |
4-5 |
По мощности печи |
— |
4-5 |
Охлаждение на воздухе до 400º, с 400 до 300 в печи с закрытой крышкой и шибером |
3 |
По мощности печи |
— |
4-5 |
Охлаждение на воздухе до 400º, с 400 до 300 в печи с закрытой крышкой и шибером |
8-10 |
60 |
— |
18-20 |
40 |
20 |
500-600 |
5-6 |
— |
5-6 |
4 |
— |
5-6 |
10-12 |
60 |
— |
20-25 |
40 |
20 |
|||||
600-700 |
6-7 |
— |
6-7 |
5 |
— |
6-7 |
12-14 |
60 |
— |
25-30 |
40 |
20 |
|||||
700-750 |
7-8 |
— |
7-8 |
6 |
— |
7-8 |
14-16 |
60 |
— |
30-35 |
40 |
20 |
Рисунок 47 - Технологическая схема предварительной термической обработки (двойная нормализация с отпуском) валков листовых станов холодной прокатки из стали 9Х2МФ, 9ХФ, 60Х2СМФ [73].
Диаметр поковки, мм |
Выдержка при посадке, ч. |
Нагрев, о/ч. |
Выравнивание, ч. |
|
Выдержка, ч. |
Охлаждение до 650º и далее до <º |
Выдержка, ч. |
Нагрев, о/ч |
Выравнивание, ч. |
Выдержка, ч. |
Охлаждение |
Охлаждение, град/ч |
Охлаждение, до tº |
Диаметр поковки, мм |
Посадка при tºC |
Выдержка, ч. |
Нагрев, о/ч |
Нагрев, о/ч |
Выравнивание, ч. |
|
Выдержка |
Охлаждение, о/ч |
Посадка, о/ч |
Выдержка |
Нагрев, о/ч |
Нагрев, о/ч |
Выравнивание, ч. |
Выдержка, ч. |
Охлаждение |
Охлаждение |
Охлаждение до tº |
|
Объемная закалка (а) |
закалка ТПЧ (б) |
|||||||||||||||||||||||||||||||
|
1-2 |
2-3 |
3-4 |
4-5 |
5-6 |
6-7 |
7-8 |
8-9 |
9-10 |
10-11 |
11-12 |
12-13 |
13-14 |
|
14-15 |
15-16 |
16-17 |
17-18 |
18-19 |
19-20 |
20-21 |
21-22 |
22-23 |
23-24 |
24-25 |
25-26 |
26-27 |
27-28 |
28-30 |
30-31 |
|
|
До 500 |
1 |
120 |
6 |
5-6 |
500-400 |
1 |
120 |
6 |
32 |
30 |
10 |
150 |
|
250-500 |
600 |
1 |
80 |
100 |
3-5 |
3-4 |
30-50 |
250-400 |
2-3 |
50 |
80 |
5-7 |
6-8 |
20 |
40 |
|
550 |
550 |
501-750 |
2 |
100 |
8 |
6-7 |
500-100 |
2 |
100 |
8 |
48 |
20 |
10 |
120 |
|
501-700 |
500 |
2 |
70 |
80 |
4-5 |
4-5 |
55-100 |
250-350 |
3-4 |
40 |
60 |
7-9 |
8-10 |
20 |
40 |
|
500 |
450 |
751-1000 |
4 |
80 |
10 |
7-8 |
500-400 |
3 |
80 |
12 |
64 |
20 |
10 |
120 |
|
701-900 |
400 |
3 |
60 |
80 |
5-6 |
5-6 |
80-100 |
200-350 |
4-5 |
30 |
50 |
9-11 |
10-12 |
20 |
30 |
|
450 |
400 |
1001-1200 |
6 |
80 |
12 |
8-9 |
500-100 |
3 |
80 |
15 |
80 |
20 |
10 |
120 |
|
901-1000 |
350 |
4 |
50 |
80 |
6-7 |
6-7 |
110-180 |
200-350 |
4-5 |
25 |
40 |
11-13 |
12-14 |
20 |
30 |
|
400 |
|
1201-1500 |
10 |
60 |
14 |
9-11 |
600-400 |
4 |
80 |
18 |
100 |
20 |
10 |
120 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1501-1700 |
16 |
50 |
16 |
13-15 |
500-100 |
5 |
80 |
20 |
120 |
20 |
10 |
120 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Рисунок 48 - Технологическая схема предварительной термической обработки (отжиг и закалка с отжигом или отпуском) валков холодной прокатки из стали 9Х, 9ХФ, 9Х2, 9Х2МФ.
Рисунок
49 - Режим изотермического отжига валков
холодной прокатки, предложенную В.М.
Дегтяревым [77] в пересчете
на валки диаметр 210 мм.
Рисунок 50 - Технологическая схема предварительной термической обработки (нормализация с отжигом) прокатных валков, применяемая в ПНР [78]
Таблица 35 - Технология нагрева и охлаждения валков при объемной закалке [64]
Параметр |
Завод А |
Завод Г |
||||
диаметр бочки валка, мм |
||||||
250 |
251-350 |
351-400 |
280-500 |
501-650 |
651-850 |
|
Температура посадки в печь для подогрева (не более) ºC |
850 |
550-600 |
500 |
500 |
400 |
350 |
Продолжительность выдержки при температуре печи (не менее, ч.) |
— |
— |
2 |
2 |
3 |
3,5 |
нагрева до 600-610 º/ч |
— |
— |
60 |
60 |
30 |
30 |
выравнивания при 600-650º, ч |
— |
— |
— |
3-6 |
6-8 |
8-10 |
Температура при переносе в закалочную печь (по одному валку), ºC |
— |
890-850 |
930-960 |
930-960 |
930-960 |
930-960 |
Продолжительность выдержки для выравнивания tº, ч |
3-5 |
5-8 |
2,5-2,0 |
0,76-1,0 |
1,0-1,5 |
1,2-1,7 |
снижения t º до 850-840 (не более, ч) |
— |
— |
0,5 |
0,75 |
1,0 |
1,3 |
выдержки при 940-850ºC (ориентировочно) мин |
20-40 |
30-50 |
40-60 |
25-40 |
35-50 |
45-60 |
охлаждение в струйчатом приспособление, мин |
0,55-0,80 |
Д* |
(0,7-0,8)Д |
(0,61-0,8)Д |
|
(0,61-0,75)Д |
охлаждение осевого отверстия, мин |
0,33Т |
0,33Т |
0,33Т |
|
0,33Т |
|
Д* - диаметр бочки
Т=(0,1-0,2)Д
Для некоторого снижения твердости, снижения и перераспределения закалочных напряжений немедленно после закалки производят низкотемпературный отпуск (140-180ºC) валков в масляных ваннах или ямах с регулированием охлаждения. Валки закаливают в масле в вертикальных закалочных баках. Твердость поковок в состоянии отжига, двойной нормализации с отпуском, изотермического отжига НВ≤220 НВ. В состоянии термического улучшения – 230-280 НВ.
Окончательная термическая обработка
I. Объемная закалка и низкотемпературный отпуск применяется только в некоторых случаях, например, при термическом отжиге валков теплой прокатки (400-500ºC) [28]. Как показали исследования И.С. Кватера [79, с. 13] и В.Н. Новикова [79, с. 35], в ряде случаев объемная закалка лучше поверхностной и по эксплуатационной стойкости валков холодной прокатки. Режим объемной закалки приведен на рис. 51.
Рисунок 1 - Режим окончательной термической обработки (объемной закалки) рабочих валков холодной прокатки из стали 9Х, 9Х2, 9Х2МФ диаметр 275 мм.