Рабочие валки листовых станов холодной прокатки

Марки сталей, применяемых для приготовления рабочих валков холодной прокатки:

I группа - 9Х, 9ХФ, ШХ15 (содержание л.э. ~ 2 %)

II группа - 9Х2 и 9Х2В с повышенным содержанием Cr

III группа - 9Х2МФ, I группа - 9Х2СФ – сложнолегированные

Содержание углерода в приведенных валковых сталях изменяется (от 0,8 до 1,10 %).

В качестве основного легирующего элемента, упрощающего α-фазу, во всех сталях в большом или меньшем количестве содержится Cr.

При наличии хрома и избыточного (сверх эвтектоидного) углерода в валковых сталях образуются карбиды, количество которых тем больше, чем выше содержание углерода. Содержание серы и фосфора в валковых сталях следует ограничивать: количество каждого не должно превышать 0,03 %. Химический состав Табл. 4 книги

Опорные валки листовых станов холодной прокатки

Опорные валки листовых станов холодной прокатки можно изготавливать цельноковаными и составными.

При относительно малых размерах до 800 мм опорные валки изготавливают из сталей 9Х, 9ХФ, 9Х2. Для изготовления очень крупных валков ø≥100 мм – сталь 80ХНЗВ, которую в последние годы чаще заменяют сталью 75ХМ, некоторое применение нашла сталь 65ХНМ.

При изготовлении составных опорных валков применяют: 9Х, 9ХФ, 9Х2 (оси составных валков можно изготавливать из сталей различных марок, удовлетворяющих условиям прочности) – марки: сталь 70, 55Х, 55ХГ, 45ХНВ, 35ХМ, 45ХНМ.

В УССР для опорных валков применяют стали, содержащие V~0,15 % Cr≤1,10 (№ 9424, 9426). В Японии – сталь: 0,8 % Cr, 0,35 % Mn, 1,8 % Cr, оси – из углеродистой стали: 0,45 % С, 0,35 % Si; 0,60 % Mn.

Сталь 80ХНЗВ для крупных валков массой 22 Т. – недостаточная технологичность и высокий расход дефицитного Ni, поэтому она не получила широкого применения. Была заменена сначала сталь 65ХНМ (с уменьшенным содержанием Ni – до 1,5 %), а затем без никелевой стали 45ХМ.

В настоящее время из сталей 65ХНМ изготовляют более крупные валки – 40-45 т можно применять сталь 60ХНВ.

Нагорновым Н.П. [24] была предложена сталь 9Х2НВ для изготовления крупных валков, она обеспечивает после закалки ТПЧ повышенную глубину рабочего закаленного слоя.

Новые марки сталей для изготовления валков листовых станов холодной прокатки

Продолжающиеся разработки новых составов ведут в направлении выбора рационального сочетания легирующих элементов при сохранении С на прежнем уровне. Так, А.А. Астафьевым на базе хромокремнистой стали 9ХС рекомендована хромокремневанадиевая сталь 9ХСФ: 0,9-1,0 % Cr, 1,5-2,3 % Cr, 1,4-1,7 % Si; 0,1-0,2 % V; ≤0,3 Ni; ≤0,3 % Mn; ≤0,03 % S; ≤0,03 P.

По результатам исследований эта сталь значительно превосходит сталь 9Х, 9Х2 и не уступает стали 9Х2МФ, легированную Mo. На основе стали 9ХСФ, при участии А.А. Астафьева, разработана новая термически устойчивая дополнительно легированная сталь W сталь марки 9Х2СВФ: [26, 25] 0,85-0,95 % С; 1,9-2,1 % Cr; 1,4-1,6 % Si;

‘Астафьев А.А. Выбор марки валковой стали и исследование режимов термической обработки рабочих валков холодной прокатки.

Автореферат, кандидат диссерт. Москва 1953 г.

0,4-0,6 % W; 0,1-0,2 % V; ≤0,3 Ni; ≤0,3 % Mn; ≤0,03 % S; ≤0,03 P.

Сталь 9Х2СВФ обладает повышенной прокаливаемостью, повышенной структурной стабильностью под действием температуры и давления.

Б.Д. Петровым и М.П. Гелевой [28] при разработке термически устойчивых сталей высокой твердости и сталей для валков теплой прокатки (400-800 ºС) было снижено содержание кремния в стали 9Х2СВФ до 0,8 %.

Это было обусловлено необходимостью повышения технологичности стали 9ХСВФ при выплавке, разливке и ковке.

В результате исследований установлено, что сопротивление отпуску при пониженном содержании Si не изменяется.

Б.Д. Петровым и М.П. Гилевой были проведены исследования, показавшие, что сталь 9ХВ2С по ряду показателей превосходит 9Х2СВФ. В равных условиях отпуска эта сталь сохраняет более высокую твердость. Износостойкость рабочего слоя валков из стали 9Х2ВС в/а 20 % больше износостойкости валков из стали 9Х2СВФ. Примерный состав стали 9Х2ВС: 0,85 % С; 1,8 % Cr; 1,4-1,6 % Si; 0,16 % Mn; 1,37 % Cr; 1,86 % W; 0,25 Ni;

С.А. Форисенков, С.П. Лисицин [29] предложили хромокремнемолибденовую сталь 9Х2С2М: 0,85-0,95 % С; 1,8-2,5 % Cr; 1,6-2,4 % Si; 0,15-0,30 % Mo; 0,15-0,45 % Mn; ≤0,3 Ni; ≤0,03 % S; ≤0,03 P.

За счет высокого содержания Si повышена сопротивляемость стали к отпуску. Это позволило, не рискуя снизить твердость увеличением температуры отпуска валков до 300⁰ 9Х2С2М обладает высокой износостойкостью. Однако в связи с высоким содержанием Si уступает в технологичности другим сталям. Разновидностью её является сталь 9Х2СМ с пониженным содержанием Si, не получившая все же широкого применения. В стадии опробования находится новая комплексно легированная сталь 85Х2СВМФ состава: 0,8-0,9 % С; 1,3-1,5 % Si; ≤0,30 % Mn; ≤0,02 P; ≤0,02 % S; 1,90-2,20 % Cr; ≤0,30 Ni; 0,40-0,60 % Mo; 0,40-0,60 % W; 0,25-0,35 % V

Тенденцию сохранения С в валковых сталях можно наблюдать и в зарубежных странах.

В ГДР запатентована сталь (0,8-1,6 % С; 1,15-1,5 % Si; 0,8-1,8 % Cr; до 1,5 % Mo; до 0,5 % V; до 0,4 % Mn; а сера и фосфор – в обычных пределах – патент ГДР № 54111 по классу 40 В, 39/44.

В Японии [30] состав валковых сталей следующий: 0,8-0,9 % С; 0,28-0,33 % Si; 1,80-2,36 % Cr; 0,30-0,34 % Mn; 0,23-0,24 % Mo; 0,12-0,14 % V; 0,017-0,025 % S; 0,016-0,024 P.

В США в качестве стандартного состава для изготовления валков холодной прокатки применяют сталь с 0,70-0,90 % С и 1,0-2,0 % Cr [31]; усовершенствованную введением Mo (0,2-0,3 %) и V (~0,12 %). Для особо тонких листов рекомендуется изготовление рабочих валков из стали 0,8-0,85 % С; 0,35 % Mn; 0,25-0,30 % Si; 2,0-2,3 % Cr; 0,1-0,4 % Mo; 0,1 % V [32].

В Испании запатентована сталь “Versassteel: 1,0 % С; 2,0 % Si; 4,25 % Cr; 4,15 % V; 2,5 % Mo; 0,3 % W [ ].

В Англии [34] применяют, аналогичную отечественной стали 9Х2МФ, хромомолибденованадиевую сталь состава: 0,8-1,0 % С; 1,5-2,0 % Mn; 1,5 % Cr с небольшими добавками Mo и V.

Стали с пониженным содержанием углерода

Наука и практика в области разработки применения составов валковых сталей неуклонно приближались к новому направлению – разработке сталей с пониженным содержанием С и оптимальным содержанием легирующих элементов.

В США разработана и запатентована в других странах хромомолибденовая сталь с пониженным содержанием С %: 0,7-0,8 % С; 0,15-0,45 % Si; 0,60-0,90 % Cr; 0,6-0,7 % Mo; 0,8-015 % V [40].

В Японии в такой стали значительно понижен нижний предел содержания С (до 0,6 %), однако содержание Cr осталось на высоком уровне [41].

В СССР [42] наиболее широкое применение получила сталь 60Х2СМФ: 0,57-0,65 % С; 0,2-0,4 % Mn; 1,1-1,3 % Si; 1,8-2,1 % Cr; 0,25-0,35 % Mo; 0,1-0,2 % V; ≤0,03 % S; ≤0,03 P. Во все более увеличивающихся объемах применяют сталь 7Х2СВФ: 0,65-0,75 % С; 1,1-1,3 % Si; 0,25-0,60 % Mn; ≤0,02 P; 1,40-1,70 % Cr; ≤0,20 Ni; 0,40-0,60 W; 0,10-0,20 % V.