RU2540241C1 - Сталь для изготовления кованых прокатных валков - Google Patents
Сталь для изготовления кованых прокатных валков Download PDFInfo
- Publication number
- RU2540241C1 RU2540241C1 RU2013148729/02A RU2013148729A RU2540241C1 RU 2540241 C1 RU2540241 C1 RU 2540241C1 RU 2013148729/02 A RU2013148729/02 A RU 2013148729/02A RU 2013148729 A RU2013148729 A RU 2013148729A RU 2540241 C1 RU2540241 C1 RU 2540241C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- niobium
- vanadium
- content
- steel
- carbon
- Prior art date
Links
Landscapes
- Reduction Rolling/Reduction Stand/Operation Of Reduction Machine (AREA)
- Forging (AREA)
Abstract
Изобретение относится к области металлургии, а именно к инструментальным сталям, используемым для изготовления кованых прокатных валков для горячей прокатки металла, например, профилей и труб. Сталь содержит компоненты при следующем соотношении, мас.%: углерод (С) 1,2-1,4, кремний (Si) 0,2-0,5, марганец (Mn) 0,5-0,8, хром (Cr) 1,4-1,7, никель (Ni) 0,6-0,9, молибден (Mo) 0,1-0,3, ванадий (V) и ниобий (Nb), исходя из выражения: V+Nb=C/12, железо остальное. Среднее содержание ванадия в 2-2,5 раза больше, чем содержание ниобия. Изготавливаемые кованые прокатные валки имеют высокую прочность и износостойкость за счет образования оптимального количества карбидов и создания мелкозернистой структуры, что способствует повышению эксплуатационных свойств валков. 1 табл.
Description
Изобретение относится к металлургии, в частности к инструментальным сталям, используемым для изготовления кованых прокатных валков для горячей прокатки металла, например профилей и труб.
Известна сталь 150ХНМ (ГОСТ 10207-70 и ГОСТ 9487-83), используемая в основном для изготовления литых прокатных валков, имеющая химический состав, мас.%:
углерод | 1,4…1,6 |
кремний | 0,25…0,5 |
марганец | 0,5…0,8 |
хром | 0,9…1,25 |
никель | 0,8…1,25 |
молибден | 0,1…0,3 |
железо | остальное |
Недостатком этой стали является пониженная пластичность при температурах горячей обработки давлением вследствие высокого содержания углерода, что затрудняет ее ковку. Кроме того, эта сталь вследствие невысокого содержания карбидообразующих элементов (хрома и молибдена) имеет в структуре незначительное количество карбидов, не превышающее 4%, что приводит к интенсивному износу и к выкрашиванию отдельных участков валка, а в итоге к преждевременному выходу его из строя в процессе эксплуатации (пат. РФ 2138577, опубл. 27.09.1999).
Недостатком использования стали 150ХНМ для изготовления валков является также ее сложный и длительный режим термической обработки, состоящий из предварительного тройного отжига и окончательной термической обработки по режиму двойной нормализации с высоким отпуском.
Известна также сталь подобного состава (патент Японии 2-8011, опубл. 22.02.1990) с повышенным содержанием кремния и марганца (до 1,5%), однако это приводит к удорожанию стали, хотя и повышает ее твердость за счет большего содержания карбидов марганца.
В качестве прототипа принята сталь (а.с. СССР 1076485, БИ №8, 1984), содержащая углерод, кремний, марганец, хром, ванадий, ниобий, железо (остальное) в следующих концентрациях, мас.%:
углерод | 1,0…1,25 |
кремний | 0,2…0,5 |
марганец | 0,4…0,85 |
хром | 1,4…1,7 |
ванадий | 0,1…0,25 |
ниобий | 0,025…0,05 |
Достоинством прототипа по сравнению с аналогами является более низкое содержание углерода, что повышает его ковкость, а также наличие в составе ванадия и ниобия, которые способствуют измельчению зерна и повышению пластичности стали в процессе ковки. Повышенное содержание хрома (1,4…1,7%) обусловливает увеличение содержания карбидов в структуре стали и повышение ее износостойкости.
Недостатки прототипа заключаются в том, что он имеет низкую прокаливаемость в процессе термической обработки вследствие отсутствия в составе никеля и молибдена, а также содержание ниобия и ванадия не связано с содержанием углерода, так как ниобий и ванадий являются сильными карбидообразующими элементами и могут вызвать избыточное образование карбидов при термообработке и хрупкость стали.
Техническая задача предлагаемого изобретения - получение кованых прокатных валков высокой прочности и износостойкости за счет образования оптимального количества карбидов и создания мелкозернистой структуры.
Указанная задача решается тем, что сталь для изготовления кованых прокатных валков, содержащая углерод, кремний, марганец, хром, ванадий, ниобий, железо, дополнительно содержит никель и молибден при следующей концентрации элементов, мас.%:
углерод | 1,2…1,4 |
кремний | 0,2…0,5 |
марганец | 0,5…0,8 |
хром | 1,4…1,7 |
никель | 0,6…0,9 |
молибден | 0,1…0,3 |
железо | остальное |
а суммарное среднее содержание ванадия и ниобия определяют по формуле (V+Nb)=C/12, где V, Nb и C - соответственно среднее содержание ванадия, ниобия и углерода в %, при этом среднее содержание ванадия в 2-2,5 раза больше, чем ниобия.
Сущность изобретения заключается в том, что установлены рациональные соотношения между содержанием карбидообразующих элементов ванадия и ниобия, сдерживающими рост зерна, и содержанием углерода, который также образует карбиды хрома и молибдена, для получения мелкозернистой и достаточно твердой износостойкой структуры стали и повышения эксплуатационных свойств валков.
Рациональное содержание легирующих элементов определили следующим образом. В лабораторных условиях провели 3 опытных плавки стали с химическим составом согласно таблице. После отливки слитков и вырезки образцов испытали механические свойства стали для оценки ее пригодности к ковке по пластичности, которая оценивалось по относительному удлинению образцов.
Химический состав опытных плавок (%) и механические свойства стали | |||||||||||
№ | C | Si | Mn | Cr | Ni | Mo | Nb | V | σв, мПа | δ, % | НВ, мПа |
1 | 1,22 | 0,47 | 0,59 | 1,52 | 0,76 | 0,22 | 0,047 | 0,098 | 834 | 19,4 | 246 |
2 | 1,37 | 0,35 | 0,65 | 1,63 | 0,83 | 0,26 | 0,035 | 0,080 | 873 | 23,0 | 236 |
3 | 1,32 | 0,35 | 0,72 | 1,44 | 0,72 | 0,30 | 0,029 | 0,052 | 862 | 20,1 | 248 |
Примечание. В таблице приняты следующие обозначения: σв - временное сопротивление; δ - относительное удлинение; НВ - твердость по Бринеллю. |
Из таблицы видно, что максимальную пластичность имеет сталь плавки №2 (δ=23%) с соотношением содержания C/(V+Nb)=1,377(0,080+0,035)=11,92≈12. В остальных плавках эти соотношения равны:
Плавка №1: C/(V+Nb)=1,227(0,098+0,047)=8,4.
Плавка №3: C/(V+Nb)=1,327(0,052+0,029)=16,3.
Соотношение содержаний V/Nb=2…2,5 выбрано из соображений, во-первых, большей дефицитности и стоимости ниобия (его содержание в земной коре 10-4% против 0,005% содержания ванадия). Во-вторых, ниобий - более тугоплавкий металл (температура его плавления 2460°C), чем ванадий (1919°C), поэтому ниобий образует более твердые и тяжелые карбиды, которые трудно деформируются при ковке, следовательно, их должно быть меньше, чем карбидов ванадия. Также данные таблицы показывают, что во всех случаях соотношение концентраций V/Nb находилось в диапазоне 2…2,5, что обеспечивает повышение пластических свойств без потери прочностных свойств и твердости.
В качестве примера определим химический состав предлагаемой стали. По предложенной формуле рассчитаем суммарное содержание ванадия и ниобия для максимального и минимального содержания углерода (1,2…1,4%):
(V+Nb)макс=Cмакс/12=1,4/12=0,12%;
(V+Nb)мин=Cмин/12=1,2/12=0,10%.
Содержание ванадия (V) установим в 2 раза больше, чем ниобия (Nb).
Определим содержание ниобия. По условию содержание ванадия V=2Nb, тогда их суммарное содержание (V+Nb)=3Nb, и Nb=(V+Nb)/3.
Определим максимальное и минимальное содержание ниобия:
Nbмакс=0,12/3=0,04; Nbмин=0,10/3=0,033%.
Содержание ванадия в 2 раза больше:
Vмакс=0,08; Vмин=0,067%.
Техническим результатом заявляемого изобретения является получение кованых прокатных валков высокой прочности и износостойкости за счет наличия в структуре достаточно высокого содержания карбидов и создания мелкозернистой структуры, что достигается рациональным соотношением легирующих элементов.
Claims (1)
- Сталь для изготовления кованых прокатных валков, содержащая углерод, кремний, марганец, хром, ванадий, ниобий и железо, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит никель и молибден при следующем содержании элементов, мас.%:
углерод 1,2-1,4 кремний 0,2-0,5 марганец 0,5-0,8 хром 1,4-1,7 никель 0,6-0,9 молибден 0,1-0,3 железо остальное
а для ванадия и ниобия определено суммарное среднее содержание по выражению (V+Nb)=C/12, где V, Nb и C - соответственно среднее содержание ванадия, ниобия и углерода в мас.%, при этом среднее содержание ванадия в 2-2,5 раза больше, чем ниобия.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2013148729/02A RU2540241C1 (ru) | 2013-10-31 | 2013-10-31 | Сталь для изготовления кованых прокатных валков |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2013148729/02A RU2540241C1 (ru) | 2013-10-31 | 2013-10-31 | Сталь для изготовления кованых прокатных валков |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2540241C1 true RU2540241C1 (ru) | 2015-02-10 |
Family
ID=53286807
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2013148729/02A RU2540241C1 (ru) | 2013-10-31 | 2013-10-31 | Сталь для изготовления кованых прокатных валков |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2540241C1 (ru) |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU423873A1 (ru) * | 1972-09-11 | 1974-04-15 | СТАЛЬ ДЛЯ ПРОКАТНЫХ ВАЛКОВ\т^.i~«i | |
SU585230A1 (ru) * | 1976-04-14 | 1977-12-25 | Краматорский Научно-Исследовательский И Проектно-Технологический Институт Машиностроения | Сталь |
SU1076485A1 (ru) * | 1982-12-08 | 1984-02-29 | Научно-Исследовательский Институт Тяжелого Машиностроения Производственного Объединения "Уралмаш" | Сталь |
US20100221139A1 (en) * | 2004-05-21 | 2010-09-02 | Industeel Creusot | Steel Having High Mechanical Strength and Wear Resistance |
-
2013
- 2013-10-31 RU RU2013148729/02A patent/RU2540241C1/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU423873A1 (ru) * | 1972-09-11 | 1974-04-15 | СТАЛЬ ДЛЯ ПРОКАТНЫХ ВАЛКОВ\т^.i~«i | |
SU585230A1 (ru) * | 1976-04-14 | 1977-12-25 | Краматорский Научно-Исследовательский И Проектно-Технологический Институт Машиностроения | Сталь |
SU1076485A1 (ru) * | 1982-12-08 | 1984-02-29 | Научно-Исследовательский Институт Тяжелого Машиностроения Производственного Объединения "Уралмаш" | Сталь |
US20100221139A1 (en) * | 2004-05-21 | 2010-09-02 | Industeel Creusot | Steel Having High Mechanical Strength and Wear Resistance |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
KR102250916B1 (ko) | 내마모 강판 및 내마모 강판의 제조 방법 | |
RU2698006C1 (ru) | Стальной материал и стальная труба для нефтяных скважин | |
WO2007121542A1 (en) | High-speed steel for saw blades | |
KR20050077008A (ko) | 합금 공구용 강 | |
US20100193089A1 (en) | Hot-working tool steel having excellent toughness and high-temperature strength and method for production thereof | |
JP2015193867A (ja) | 高靱性熱間工具鋼 | |
JP7048820B2 (ja) | 遠心鋳造製圧延用複合ロール及びその製造方法 | |
JP6177754B2 (ja) | 打抜き性と結晶粒粗大化防止特性に優れた浸炭用鋼板および機械構造部品 | |
US20100150772A1 (en) | Hot-forming steel alloy | |
JP5217191B2 (ja) | 加工性に優れた耐磨耗鋼板およびその製造方法 | |
RU2625861C1 (ru) | Способ производства листовой стали с высокой износостойкостью | |
KR20190044689A (ko) | 강판 | |
TWI577807B (zh) | 熱加工工具及其製造方法 | |
JP5212772B2 (ja) | 靭性および高温強度に優れた熱間工具鋼 | |
RU2540241C1 (ru) | Сталь для изготовления кованых прокатных валков | |
RU2430186C2 (ru) | Теплостойкая сталь | |
JP2001279383A (ja) | 高温浸炭特性に優れた高温浸炭用鋼ならびに高温浸炭用熱間鍛造部材 | |
RU2603404C1 (ru) | Способ производства высокотвердого износостойкого листового проката | |
JP2960496B2 (ja) | 冷間工具鋼 | |
JP6635100B2 (ja) | 肌焼鋼 | |
JP3780690B2 (ja) | 被削性および工具寿命に優れた熱間工具鋼 | |
JP2017071859A (ja) | 非調質鋼およびその製造方法 | |
JP2009221594A (ja) | 靭性に優れた熱間工具鋼 | |
RU2798238C1 (ru) | Высокопрочная низколегированная сталь для сельскохозяйственной техники | |
KR101209483B1 (ko) | 철강절단용 나이프용공구강 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20151101 |