Определение оптимальных режимов термической обработки валков станов холодной прокатки через исследование их влияния на микроструктуру и свойства заготовки

Abstract

Качество, надежность и долговечность прокатных валков – решающие факторы, определяющие качество готовой продукции и производительность прокатных станов. Основной проблемой, возникающей в процессе производства стальных кованых прокатных валков, признан выбор рациональных режимов термической обработки. Так как значительную роль в формировании конечных свойств изделия играет величина зерна исходной структуры и характер распределения отдельных структурных составляющих в заготовке, целями настоящей работы являются исследование влияния термической обработки на микроструктуру и твердость стальных прокатных валков и разработка на этой основе рациональных технологических режимов, а именно: определение оптимального режима первичной термической обработки после ковки валков холодной прокатки для получения однородной структуры и уменьшения балла карбидной сетки и карбидной ликвации; определение оптимального режима вторичной термической обработки валков холодной прокатки для обеспечения твердости в диапазоне около 300 HB, благоприятной структуры перед закалкой токами промышленной частоты и уменьшения балла карбидной сетки и карбидной ликвации; определение температуры закалки, времени выдержки и скорости охлаждения для получения оптимальной структуры и твердости в диапазоне 650-700 HB. Отработка режимов термической обработки и анализ микроструктуры стали производились на образцах цилиндрической формы (диаметр 30 мм, высота 20 мм), вырезанных с пробы и темплета. По результатам исследования получены микроскопические снимки микроструктуры стали после каждого режима термической обработки и данные об оценке карбидной сетки и действительного зерна

Quality, reliability, and service durability of mill rolls are critical factors determining the quality of finished products and efficiency of rolling mills. The main problem that arises in the course of production of steel forged mill rolls is selection of reasonable conditions of heat treatment. As far as the size of the grain with an original structure and the pattern of distribution of separate structural components within the billet play a significant role in formation of final properties of the article, the objectives of this work are studying the heat treatment influence on the microstructure and hardness of steel mill rolls and development of reasonable process conditions on the basis of obtained data, in particular: determining the optimum conditions of primary heat treating the cold rolling mill rolls after their forging to reach the homogeneous structure and reduce the carbide grid score and carbide liquation; determining the optimum conditions of secondary thermal treatment of cold rolling mill rolls to provide the hardness within the range of about 300 HB, favorable structure for industrial frequency current hardening and reduction of carbide network score and carbide liquation; determining the hardening temperature, holding time and cooling rate to obtain the optimum structure and hardness within the range of 650-700 HB. Optimization of heat treatment conditions and analysis of steel microstructure have been performed with the application of cylindrical items (diameter 30 mm, height 20 mm) cut from the sample and template. Based on the study findings some microscopic images of steel microstructure after application of certain heat treatment conditions have been made and data on carbide network and current grain evaluation have been obtained