Магнитогорский государственный технический университет им. Г. И. Носова, Магнитогорск, Россия:

Н. А. Феоктистов, заведующий кафедрой литейных процессов и материаловедения, канд. техн. наук, доцент, эл. почта: fna87@mail.ru

Представлены результаты изучения процессов структурообразования валковой стали 150ХНМ при изготовлении из нее изделий, а также влияния химического состава на уровень механических и эксплуатационных свойств. Приведен краткий обзор применения исследуемой стали для производства прокатных валков. Рассмотрены технологические особенности получения прокатных валков из заэвтектоидной стали, а также процессы формирования литой структуры и ее взаимосвязь с механическими и эксплуатационными свойствами. Приведены результаты проведенной работы, а также дано их описание. Рассмотрены процессы структурообразования при первичной и вторичной кристаллизации, оценено влияние тепловых условий затвердевания расплава на эти процессы, а также свойства получаемого продукта. Отдельное внимание в статье уделено влиянию азотированного феррохрома на структуру и свойства валковой стали. Методом термического анализа показаны различия в процессах, протекающих при термической обработке, а также температурные интервалы фазовых превращений, растворения карбидной фазы, обезуглероживания в процессе нагрева стали. Наряду с этим изучено комплексное влияние азота и хрома на твердость и износостойкость валковой стали, а также даны рекомендации по использовании данного материала в промышленных условиях. В заключение статьи сформулированы выводы по полученным материалам, а также дана оценка возможности применения азотированного феррохрома в условиях вальцелитейного производства.

1. Гулаков А. А., Тухватулин И. Х., Потапов М. Г. и др. Опыт производства центробежнолитых листопрокатных валков для станов горячей прокатки в условиях ЗАО «Кушвинский завод прокатных валков» // Черная металлургия. Бюллетень научно-технической и экономической информации. 2018. Т. 74. № 5. С. 75–82.
2. Aigner M., Pellizzari M., Domitner J., Elizondo L. et al. Influence of microstructure on degradation of cast graphitic high-speed steel // Wear. 2023. Vol. 522. P. 78–91. DOI: 10.1016/j.wear.2023.204702.
3. Schaefer M., Wahrburg J., Roth H. State estimation of material flow rate in a hot rolling mill for steel bars // IFAC-PapersOnLine. 2020. Vol. 53, Iss. 2. P. 12044–12049. DOI: 10.1016/j.ifacol.2020.12.742.
4. Шалаевский Д. Л. Определение износа поверхностей бочек рабочих валков в непрерывной чистовой группе клетей широкополосного стана горячей прокатки // Черная металлургия. Бюллетень научно-технической и экономической информации. 2022. Т. 78. № 12. С. 1054–1059. DOI: 10.32339/0135-5910-2022-12-1054-1059.
5. Deng G. Y., Zhu H. T., Tieu A. K., Su L. H. et al. Theoretical and experimental investigation of thermal and oxidation behaviours of a high speed steel work roll during hot rolling // International Journal of Mechanical Sciences. 2017. Vol. 131–132. P. 811–826. DOI: 10.1016/j.ijmecsci.2017.08.024.
6. Tripathy S., Kumar Sahu V., Manoranjan Jena P. S., Tarafder S., Ghosh Chowdhury S. On the importance of local equilibria in alloy design criteria for bulk nano-pearlitic steels and ensuing mechanical properties // Materials Science and Engineering: A. 2022. Vol. 841. P. 134–143. DOI: 10.1016/j.msea.2022.143034.
7. Феоктистов Н. А., Чернов В. П., Савинов А. С. и др. Оценка влияния углерода на эксплуатационные свойства и микроструктуру валковой стали // Известия Волгоградского государственного технического университета. 2021. № 7 (254). С. 35–40. DOI: 10.35211/1990-5297-2021-7-254-35-40.
8. Феоктистов Н. А., Вдовин К. Н., Савинов А. С., Скрипкин Е. В. Исследование процесса формирования литой структуры валковой стали // Известия Волгоградского государственного технического университета. 2020. № 7 (242). С. 36–40. DOI: 10.35211/1990-5297-2020-7-242-36-40.
9. Кочковская С. С. Применение программного комплекса для расчета и контроля показателей качества валковых сталей и сплавов // Мехатроника, автоматика и робототехника. 2019. № 3. С. 82–84. DOI: 10.26160/2541-8637-2019-3-82-84.
10. Филиппов М. А., Хадыев М. С., Кудряшова Н. Н. и др. Роль метастабильного аустенита в повышении абразивной износостойкости стали перлитного класса 150ХНМЛ // Сталь. 2021. № 8. С. 44–49.
11. Морозов С. О., Глебова М. А., Потапова А. А., Никифорова С. М. Повышение абразивной износостойкости инструментальных сталей высокотемпературной закалкой // Уральская школа молодых металловедов : сборник материалов XX Международной научно-технической Уральской школы-семинара металловедов – молодых ученых, Екатеринбург, 3–7 февраля 2020 г. — Екатеринбург : Уральский федеральный университет имени первого Президента России Б. Н. Ельцина, 2020. — С. 182–185.
12. Sourmail T., Caballero F. G., Moudian F., De Castro D., Benito M. High hardness and retained austenite stability in Si-bearing hypereutectoid steel through new heat treatment design principles // Materials & Design. 2018. Vol. 142. P. 279–287.
13. ГОСТ 5639–82. Стали и сплавы. Методы выявления и определения величины зерна. — Введ. 01.01.1983.
14. ГОСТ 23.208–79. Обеспечение износостойкости изделий. Метод испытания материалов на износостойкость при трении о нежестко закрепленные абразивные частицы. — Введ. 01.03.1981.