[go: up one dir, main page]

RU2437953C1 - Steel for forming rolls - Google Patents

Steel for forming rolls Download PDF

Info

Publication number
RU2437953C1
RU2437953C1 RU2010149184/02A RU2010149184A RU2437953C1 RU 2437953 C1 RU2437953 C1 RU 2437953C1 RU 2010149184/02 A RU2010149184/02 A RU 2010149184/02A RU 2010149184 A RU2010149184 A RU 2010149184A RU 2437953 C1 RU2437953 C1 RU 2437953C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
steel
molybdenum
chromium
manganese
phosphorus
Prior art date
Application number
RU2010149184/02A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Валерий Александрович Коровин (RU)
Валерий Александрович Коровин
Роман Николаевич Палавин (RU)
Роман Николаевич Палавин
Игорь Олегович Леушин (RU)
Игорь Олегович Леушин
Алексей Сергеевич Киров (RU)
Алексей Сергеевич Киров
Original Assignee
Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Нижегородский государственный технический университет им. Р.Е. Алексеева" (НГТУ)
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Нижегородский государственный технический университет им. Р.Е. Алексеева" (НГТУ) filed Critical Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Нижегородский государственный технический университет им. Р.Е. Алексеева" (НГТУ)
Priority to RU2010149184/02A priority Critical patent/RU2437953C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2437953C1 publication Critical patent/RU2437953C1/en

Links

Landscapes

  • Reduction Rolling/Reduction Stand/Operation Of Reduction Machine (AREA)

Abstract

FIELD: metallurgy. ^ SUBSTANCE: steel contains carbon, silicon, manganese, chromium, vanadium, molybdenum, nickel, REM, sulphur, phosphorus, and iron at following ratio of components, wt %: carbon 1.45 - 1.65, silicon 0.10 - 0.40, manganese 0.15 - 0.45, chromium 11.0 - 12.5, vanadium 0.15 - 0.30, molybdenum 0.40 - 0.60, nickel 0.20 - 0.40, REM 0.01 - 0.03, sulphur not over 0.03, phosphorus not over 0.03, iron - the rest. ^ EFFECT: raised hardness and wear resistance of forming mills. ^ 1 tbl, 1 ex

Description

Изобретение относится к области металлургии, а именно к составам сталей, которые могут быть использованы для изготовления деталей машин и оборудования, работающих в тяжелых условиях, в частности, для прокатных валков трубоэлектросварочных станов.The invention relates to the field of metallurgy, and in particular to compositions of steels that can be used for the manufacture of machine parts and equipment operating in difficult conditions, in particular for rolling rolls of pipe-welding mills.

Известна сталь [1] для изготовления деталей машин, оборудования, работающих в условиях трения скольжения, содержащая, мас.%:Known steel [1] for the manufacture of machine parts, equipment operating in sliding friction, containing, wt.%:

УглеродCarbon 0,8-1,20.8-1.2 КремнийSilicon 0,3-0,80.3-0.8 МарганецManganese 0,3-0,80.3-0.8 ХромChromium 14,0-16,014.0-16.0 МолибденMolybdenum 2,0-3,02.0-3.0 ВольфрамTungsten 0,8-1,20.8-1.2 РЗМREM 0,1-0,20.1-0.2 МагнийMagnesium 0,01-0,020.01-0.02 ТеллурTellurium 0,001-0,0020.001-0.002 БорBoron 0,1-0,20.1-0.2 ЦирконийZirconium 0,1-0,20.1-0.2 ЖелезоIron ОстальноеRest

Известная сталь имеет повышенную износостойкость (износ в относительных единицах 70,9, при условиях сухого трения, при удельном давлении до 100 кгс/см2, скорости скольжения до 5,7 м/с, контртело - чугун серый модифицированный МСЧ 28-48).Known steel has increased wear resistance (wear in relative units of 70.9, under conditions of dry friction, at specific pressure up to 100 kgf / cm 2 , sliding speed up to 5.7 m / s, counterbody - cast iron gray modified MSCh 28-48).

Недостатком известной стали является высокое содержание хрома (14,0-16,0), молибдена (2,0-3,0), вольфрама (0,8-1,2) при значительном содержании углерода (0,8-1,2). Данное сочетание элементов приводит к формированию крупных конгломератов карбидной фазы смешанного состава (Сr, Мо, W)7С3 и (Cr, Mo, W)23C6, имеющих неблагоприятную форму и располагающихся по границам зерен. Являясь концентраторами напряжений в локальных объемах межзеренного пространства, карбидные включения снижают физико-химические и эксплуатационные свойства материала.A disadvantage of the known steel is the high content of chromium (14.0-16.0), molybdenum (2.0-3.0), tungsten (0.8-1.2) with a significant carbon content (0.8-1.2 ) This combination of elements leads to the formation of large conglomerates of the carbide phase of a mixed composition (Cr, Mo, W) 7 C 3 and (Cr, Mo, W) 23 C 6 , which have an unfavorable shape and are located at the grain boundaries. Being stress concentrators in local volumes of intergranular space, carbide inclusions reduce the physicochemical and operational properties of the material.

Значительное содержание в составе известной стали компонентов, имеющих высокое химическое сродство к вредным (сера, кислород) элементам (РЗМ+Mg+В+Zr≥0,31 мас. %) приводит к конкуренции элементов и их неоправданному расходу. Кроме того, высокое их содержание в известной стали приводит к загрязнению границ кристаллов продуктами их взаимодействия с вредными элементами, что снижает свойства материала.A significant content in the composition of the known steel components having a high chemical affinity for harmful (sulfur, oxygen) elements (REM + Mg + B + Zr≥0.31 wt.%) Leads to competition of the elements and their unjustified consumption. In addition, their high content in known steel leads to contamination of the crystal boundaries by products of their interaction with harmful elements, which reduces the properties of the material.

Теллур и его летучие соединения токсичны. Поэтому использование его в качестве компонента сплава ведет к ухудшению экологической обстановки при производстве стали.Tellurium and its volatile compounds are toxic. Therefore, its use as a component of the alloy leads to environmental degradation in the production of steel.

В качестве прототипа принята более близкая по назначению, технической сущности и достигаемому результату сталь марки Х12МФ [2], содержащая элементы при следующем соотношении (% мас.):As a prototype adopted closer to the purpose, technical nature and the achieved result steel grade X12MF [2], containing elements in the following ratio (% wt.):

УглеродCarbon 1,45-1,651.45-1.65 КремнийSilicon 0,10-0,400.10-0.40 МарганецManganese 0,15-0,450.15-0.45 ХромChromium 11,0-12,511.0-12.5 ВанадийVanadium 0,15-0,300.15-0.30 МолибденMolybdenum 0,40-0,600.40-0.60 СераSulfur Не более 0,03No more than 0,03 ФосфорPhosphorus Не более 0,03No more than 0,03 ЖелезоIron ОстальноеRest

Известную сталь рекомендуется использовать для холодных штампов высокой устойчивости против истирания, в частности для прокатных валков и роликов.It is recommended to use known steel for cold dies with high resistance to abrasion, in particular for rolling rolls and rollers.

Недостатком указанной марки стали являются невысокие эксплуатационные свойства, в частности износостойкость, а также твердость при изготовлении из нее валков трубоэлектросварочных станов. Это приводит к ускоренному износу рабочего профиля валка и снижению качества выпускаемой продукции (труб).The disadvantage of this steel grade is its low operational properties, in particular wear resistance, as well as hardness in the manufacture of rolls of pipe-welding mills from it. This leads to accelerated wear of the working profile of the roll and a decrease in the quality of products (pipes).

Задачей настоящего изобретения является разработка состава стали для прокатных валков.An object of the present invention is to provide a steel composition for rolling rolls.

Технический результат - повышение эксплуатационных характеристик:The technical result is an increase in operational characteristics:

износостойкости и твердости прокатных валков из стали.wear resistance and hardness of steel rolls.

Этот технический результат достигается тем, что в сталь для прокатных валков, содержащую углерод, кремний, марганец, хром, ванадий, молибден, серу, фосфор, железо, дополнительно введены никель и РЗМ при следующем соотношении компонентов (мас.%):This technical result is achieved by the fact that nickel and rare-earth metals are additionally introduced into the steel for rolling rolls containing carbon, silicon, manganese, chromium, vanadium, molybdenum, sulfur, phosphorus, iron in the following ratio of components (wt.%):

УглеродCarbon 1,45-1,651.45-1.65 КремнийSilicon 0,10-0,400.10-0.40 МарганецManganese 0,15-0,450.15-0.45 ХромChromium 11,0-12,511.0-12.5 ВанадийVanadium 0,15-0,300.15-0.30 МолибденMolybdenum 0,40-0,600.40-0.60 НикельNickel 0,20-0,400.20-0.40 РЗМREM 0,01-0,030.01-0.03 СераSulfur Не более 0,03No more than 0,03 ФосфорPhosphorus Не более 0,03No more than 0,03 ЖелезоIron ОстальноеRest

Повышение твердости и износостойкости достигается за счет введения в состав стали никеля и РЗМ.An increase in hardness and wear resistance is achieved by introducing nickel and rare-earth metals into the composition of steel.

Никель стабилизирует перлитную составляющую в структуре стали, увеличивает дисперсность карбидов, тем самым повышая показатели твердости и износостойкости материала. При содержании в стали никеля менее 0,2 мас.% он не оказывает значительного влияния на стабилизацию перлита и измельчение карбидной фазы. При содержании более 0,4 мас.% дальнейшего увеличения содержания перлита в структуре стали не происходит, размеры карбидов не уменьшаются.Nickel stabilizes the pearlite component in the steel structure, increases the dispersion of carbides, thereby increasing the hardness and wear resistance of the material. When the nickel content in the steel is less than 0.2 wt.%, It does not significantly affect the stabilization of perlite and the grinding of the carbide phase. With a content of more than 0.4 wt.%, A further increase in the perlite content in the steel structure does not occur, the carbide sizes do not decrease.

РЗМ обладают высоким химическим сродством к вредным примесям (азоту, водороду, цветным металлам и фосфору) и переводят их из активных в пассивные формы, тем самым очищая границы зерен и повышая комплекс свойств материала, в частности твердость и износостойкость. При содержании в стали РЗМ менее 0,01 мас.% не происходит дезактивации вредных примесей. При содержании более 0,03 мас.% происходит укрупнение соединений РЗМ с вредными примесями, их морфология меняется, они приобретают остроугольную форму и отрицательно влияют на свойства материала, в частности твердость и износостойкость.REMs have a high chemical affinity for harmful impurities (nitrogen, hydrogen, non-ferrous metals and phosphorus) and convert them from active to passive forms, thereby cleaning grain boundaries and increasing the set of material properties, in particular, hardness and wear resistance. When the content in the rare-earth metals of less than 0.01 wt.% Does not occur, the decontamination of harmful impurities. At a content of more than 0.03 wt.%, The enlargement of REM compounds with harmful impurities occurs, their morphology changes, they acquire an acute-angled shape and adversely affect the properties of the material, in particular hardness and wear resistance.

Количество углерода, кремния, марганца, хрома, ванадия и молибдена не изменено по сравнению с прототипом, сера и фосфор присутствуют как примеси.The amount of carbon, silicon, manganese, chromium, vanadium and molybdenum is not changed in comparison with the prototype, sulfur and phosphorus are present as impurities.

Сравнительный анализ признаков, отличающих данное предложение от известных в данной области технических решений и, в частности, от прототипа, показал, что в данном сочетании проявляется новое свойство - повышение твердости и износостойкости стали.A comparative analysis of the features that distinguish this proposal from well-known technical solutions in the field and, in particular, from the prototype, showed that in this combination a new property is manifested - an increase in the hardness and wear resistance of steel.

Сведения, подтверждающие возможность осуществления заявляемого изобретения с получением вышеизложенного технического результата, приведены в примере.Information confirming the possibility of implementing the claimed invention to obtain the above technical result is shown in the example.

Пример.Example.

Выплавку заявляемой стали производили в электродуговой печи ДСП-3М с основной футеровкой. В качестве шихтовых материалов использовались передельные чугуны, стальные отходы, ферросплавы. Никель вводили в шихту, лигатура РЗМ вводилась в ковш на струю металла после выпуска 1/4 части металла. Для сравнительных испытаний известная сталь выплавлялась из тех же шихтовых материалов и при одинаковых условиях с заявляемой.Smelting of the inventive steel was carried out in an electric arc furnace DSP-3M with a main lining. As charge materials, pig iron, steel waste, and ferroalloys were used. Nickel was introduced into the charge, the REM alloy was introduced into the bucket onto a stream of metal after the release of 1/4 of the metal. For comparative tests, the known steel was smelted from the same charge materials and under the same conditions as claimed.

Заливка заготовки осуществлялась в кокиль при Т 1350-1370°С. Полученная заготовка подвергалась ковке. Ковку производили с использованием паровоздушного молота арочного типа М-3150 и ковочного напольного рельсового манипулятора МК-1.25. Ковку заготовок вели на плоских бойках с прибыльной частью методом протяжки.The billet was poured into a chill mold at Т 1350-1370 ° С. The resulting billet was forged. Forging was carried out using an arch-type steam air hammer M-3150 and forging floor rail manipulator MK-1.25. Forging of blanks was carried out on flat strikers with a profitable part by the broaching method.

После ковки заготовка переносились в печь, разогретую до температуры 720-740°С, и выдерживалась 4 часа. Затем производилось охлаждение вместе с печью. Заготовку из известной стали подвергали аналогичной обработке.After forging, the billet was transferred to a furnace heated to a temperature of 720–740 ° C and held for 4 hours. Then, cooling was carried out with the furnace. A billet of known steel was subjected to a similar treatment.

Из полученных таким образом заготовок путем механической обработки изготавливались валки для трубоэлектросварочного стана. Полученные валки успешно прошли эксплуатационные испытания в производственных условиях при прокатке труб. Результаты испытаний приведены в таблице (при средних значениях состава стали). Износостойкость оценивалась по общей длине произведенных труб одним валком до критического износа рабочей поверхности валка и вывода его из эксплуатации. Величина износа рабочей поверхности валков замерялась калиброванным шаблоном и щупом.From the blanks obtained in this way, by machining, rolls for a pipe-welding mill were made. The resulting rolls successfully passed operational tests in production conditions during pipe rolling. The test results are shown in the table (with average steel composition). Wear resistance was evaluated by the total length of the pipes produced by one roll until the wear surface of the roll was critically worn and it was decommissioned. The amount of wear of the working surface of the rolls was measured with a calibrated template and probe.

Как следует из результатов испытаний, заявляемая сталь для изготовления деталей машин и оборудования, работающих в тяжелых условиях, в частности для прокатных валков трубоэлектросварочных станов, по сравнению с известной по прототипу, позволила достичь следующего технического результата: повысить твердость в 1,12-1,20 раза, износостойкость в 1,15-1,18 раза.As follows from the test results, the inventive steel for the manufacture of machine parts and equipment operating in difficult conditions, in particular for rolling rolls of pipe welding machines, in comparison with the known prototype, allowed to achieve the following technical result: increase the hardness of 1.12-1, 20 times, wear resistance 1.15-1.18 times.

Источники информацииInformation sources

1. Сталь. Патент РФ. №2318073, кл. С22С 38/60. Опубликовано 27.02.2008.1. Steel. RF patent. No. 2318073, class C22C 38/60. Posted 02/27/2008.

2. Прутки, полосы и мотки из инструментальной легированной стали. Общие технические условия. ГОСТ 5950-2000. Издательство стандартов, Москва, 2000 г.2. Bars, strips and coils of tool alloy steel. General specifications. GOST 5950-2000. Standards Publishing House, Moscow, 2000

Химический состав и свойства стали для прокатных валковChemical composition and properties of steel for rolling rolls No. Химический состав, мас.%Chemical composition, wt.% Твердость, НВHardness, HB Износостойкость(длина произведенных труб), тыс. мWear resistance (length of pipes produced), thousand m СFROM SiSi MnMn СrCr VV МоMo NiNi РЗМREM SS РR FeFe Известная сталь - по прототипуFamous steel - prototype 1one 1.451.45 0,10.1 0,150.15 11,011.0 0,150.15 0,40.4 -- -- 0,0280,028 0,0250,025 ост.rest 198198 650650 22 1,651.65 0,40.4 0,450.45 12,512.5 0,30.3 0,60.6 -- -- 0,0290,029 0.0270.027 ост.rest 225225 720720 Предлагаемая стальSteel offered 33 1,451.45 0,10.1 0,150.15 11,011.0 0,150.15 0,40.4 0,20.2 0,010.01 0,0210,021 0,0230,023 ост.rest 238238 770770 4four 1,651.65 0,40.4 0,450.45 12,512.5 0,30.3 0,60.6 0,40.4 0,030,03 0,0180.018 0,0210,021 ост.rest 252252 830830

Claims (1)

Сталь для прокатных валков, содержащая углерод, кремний, марганец, хром, ванадий, молибден, серу, фосфор и железо, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит никель и РЗМ при следующем содержании компонентов, мас.%:
углерод 1,45-1,65 кремний 0,10-0,40 марганец 0,15-0,45 хром 11,0-12,5 ванадий 0,15-0,30 молибден 0,40-0,60 никель 0,20-0,40 РЗМ 0,01-0,03 сера не более 0,03 фосфор не более 0,03 железо остальное
Steel for rolling rolls containing carbon, silicon, manganese, chromium, vanadium, molybdenum, sulfur, phosphorus and iron, characterized in that it additionally contains nickel and rare-earth metals in the following components, wt.%:
carbon 1.45-1.65 silicon 0.10-0.40 manganese 0.15-0.45 chromium 11.0-12.5 vanadium 0.15-0.30 molybdenum 0.40-0.60 nickel 0.20-0.40 REM 0.01-0.03 sulfur no more than 0,03 phosphorus no more than 0,03 iron rest
RU2010149184/02A 2010-11-30 2010-11-30 Steel for forming rolls RU2437953C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2010149184/02A RU2437953C1 (en) 2010-11-30 2010-11-30 Steel for forming rolls

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2010149184/02A RU2437953C1 (en) 2010-11-30 2010-11-30 Steel for forming rolls

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2437953C1 true RU2437953C1 (en) 2011-12-27

Family

ID=45782855

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2010149184/02A RU2437953C1 (en) 2010-11-30 2010-11-30 Steel for forming rolls

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2437953C1 (en)

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU645979A1 (en) * 1976-10-27 1979-02-05 Научно-Производственное Объединение По Технологии Машиностроения "Цниитмаш" Steel
EP0395477A1 (en) * 1989-04-21 1990-10-31 Kanto Special Steel Works Ltd. Highly wear-resistant roll steel for cold rolling mills
RU2341582C2 (en) * 2006-12-07 2008-12-20 Общество с ограниченной ответственностью Научно-производственное предприятие "СОЛИТУС" Alloy steel for forming rolls

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU645979A1 (en) * 1976-10-27 1979-02-05 Научно-Производственное Объединение По Технологии Машиностроения "Цниитмаш" Steel
EP0395477A1 (en) * 1989-04-21 1990-10-31 Kanto Special Steel Works Ltd. Highly wear-resistant roll steel for cold rolling mills
RU2341582C2 (en) * 2006-12-07 2008-12-20 Общество с ограниченной ответственностью Научно-производственное предприятие "СОЛИТУС" Alloy steel for forming rolls

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US8607941B2 (en) Steel sheet for brake disc, and brake disc
JP6251291B2 (en) High toughness low alloy wear resistant steel sheet and method for producing the same
CN102660714B (en) High-carbon and high-vanadium wear-resistant steel
KR101716265B1 (en) Thick, tough, high tensile strength steel plate and production method therefor
JP2016509631A (en) High performance low alloy wear resistant steel sheet and method for producing the same
WO2014154106A1 (en) Low-alloy high-hardness wear-resistant steel plate and manufacturing method therefor
MX2008013467A (en) High-speed steel for saw blades.
CN103898415A (en) Improved Cr8 steel roll and preparation method thereof
CA2488793A1 (en) Cold work steel and cold work tool
CN109641251B (en) Outer layer material for rolling roller and composite roller for rolling
JP5226083B2 (en) High alloy cold die steel
TW201329250A (en) Roll shell material and centrifugal cast roll for hot rolling mill with excellent fatigue resistance
JP2020501027A (en) Powder metallurgically produced steel material comprising hard material particles, a method for producing parts from such steel material, and parts produced from steel material
JP5045972B2 (en) High speed steel manufactured by powder metallurgy
CN102978536B (en) A high-vanadium high-speed steel
TWI577807B (en) Hot working tool and manufacturing method thereof
JP6621419B2 (en) Duplex stainless steel
CN1098369C (en) Cold work steel
EP1218560A1 (en) Steel material, its use and its manufacture
JP2013060617A (en) High-toughness nitrided powder-molded high-speed steel excellent in corrosion resistance and seizure resistance
RU2437953C1 (en) Steel for forming rolls
KR20160010930A (en) (High wear-resistant cold work tool steels with enhanced impact toughness
JP2012201909A (en) Hot tool steel
CN105296882A (en) High-vanadium high-speed steel
JP2014210941A (en) Powder high-speed tool steel excellent in high-temperature temper hardness

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20121201