РАЗРАБОТКА РЕЖИМОВ КОВКИ БАНДАЖЕЙ ИЗ ВЫСОКОУГЛЕРОДИСТОЙ СТАЛИ
DOI:
https://doi.org/10.32339/0135-5910-2025-1-38-43Ключевые слова:
высокоуглеродистая сталь, кованые валки, бандажи, раскатка колец на оправке, горячая ковка, ресурс пластичности металла, метод конечных элементовАннотация
Основными материалами для изготовления кованых валков горячей прокатки традиционно являются хромоникелевые стали типа 50ХН и 60ХН и стали с более высоким содержанием углерода 75ХМ, 9Х2, 9ХФ и 9Х2МФ и др. Одним из основных элементов, определяющих эксплуатационную стойкость валков, является углерод, содержание которого в кованых валках обычно не превышает 0,85–0,95 %. Для производства кованых валков горячей прокатки предложена высокоуглеродистая заэвтектоидная сталь, которая отличается от известной стали 150ХНМ (ГОСТ 9487–80), применяемой для изготовления литых валков, несколько меньшим содержанием углерода, что позволяет изготавливать не литые, а более прочные кованые валки. Сталь 140Х2НМФБ содержит 1,2–1,4 % С, карбидообразующие легирующие элементы (Cr, Mo, V и Nb) для повышения износостойкости валков, а также никель для повышения прокаливаемости. Установлено, что предложенная сталь обладает пластичностью, достаточной для проведения горячей деформации (ковки) с небольшими единичными обжатиями. Установлен температурный интервал деформации слитков: температура конца деформации должна быть не ниже 900 °С, температура нагрева под ковку — 1150 °С. Исследована вероятность разрушения в различных зонах поковки при разной интенсивности обжатий и определены режимы обжатий предложенной труднодеформируемой стали для получения годной поковки. Математическое моделирование процесса раскатки колец выполнено методом конечных элементов с помощью пакета программ QForm. В результате проведенных исследований предложены режимы раскатки колец на оправке для новой высокоуглеродистой стали. Рекомендуемое обжатие по толщине кольца должно составлять не более 10–15 % из условия отсутствия трещин при ковке. По комплексу полученных свойств сталь рекомендуется для изготовления цельнокованых валков и бандажей для составных валков горячей прокатки из слитков массой до 10 т.
Библиографические ссылки
Ковка и объемная штамповка стали: справочник. В 2-х томах. Т. 2. / под ред. М. В. Сторожева. — М.: Ма-шиностроение, 1967. –– 448 с.
Ковка и штамповка: справочник. В 4-х томах. Т. 2. Горячая штамповка / под ред. Е. И. Семенова. — М.: Машиностроение, 1986. –– 592 с.
Потапов А. И., Харитонов Л. В., Волков В. П. Развитие технологии ковки заготовок прокатных валков // Сталь. 1999. № 9. С. 21–24.
Фиркович А. Ю., Сарычев А. Ф., Судоргин И. В. и др. Составные рабочие валки черновых клетей стана 2000 // Сталь. 2004. № 12. С. 79–81.
Пат. 2540241 РФ, МПК С22С 38/48. Сталь для изготовления кованых прокатных валков / А. И. Потапов, Г. А. Орлов, Е. Н. Шестакова, А. Г. Орлов // Заявл. 31.10.2013; опубл. 10.02.2015. Бюл. № 4.
Schafstall H., Barth C. An innovate Approach to Automated Simulation of Full 3D Ring Rolling Processes and Other Incremental Forming Processes // Proceedings of the 13th International Conference on Metal Forming “Metal Forming 2010”. Toyohashi. September 19–22, 2010. Japan. P. 202–205.
Groche P., Fritsche D., Tekkaya E. A. etc. Incremental Bulk Metal Forming // CIRP Annals. 2007. V. 56. № 2. P. 635–656.
Wang M., Yang H., Sun Z. C. etс. Analysis of coupled mechanical and thermal behaviors in hot rolling of large rings of titanium alloy using 3D dynamic explicit FEM // Journal of Materials Processing Technology. 2009. V. 209. № 7. P. 3384–3395.
Kukhar V. V., Vasylevskyi O. V. Experimental research of distribution of strains and stresses in work-piece at dif-ferent modes of stretch-forging with rotation in combined dies // Metallurgical and Mining Industry. 2014. V. 3. P. 71–78.
Kukhar V., Artiukh V., Butyrin A. etc. Stress-Strain State and Plasticity Reserve Depletion on the Lateral Surface of Workpiece at Various Contact Conditions during Upsetting // Advances in Intelligent Systems and Computing. Springer. 2018. V. 692. P. 201–211.
Анищенко А. С., Кухарь В. В., Присяжный А. Г. Разработка технологии кольцераскатки титановых поковок с повышенной коррозионно-усталостной прочностью // Обработка материалов давлением. 2015. Т. 41. № 2. С. 272–277.
Joun M. S. An axisymmetric forging approach to preform design in ring rolling using a rigid-viscoplastic finite ele-ment method // Intrenational Journal of Machine Tools & Manufacture. 1998. V. 38. P. 1183–1191.
Szabo Z. J., Dittrich E. Manufacturing systems for the production of seamless-rolled rings // Journal of Materials Processing Technology. 1996. V. 60. P. 67–72.
Колмогоров В. Л. Механика обработки металлов давлением. — М.: Металлургия, 1986. — 688 с.
Потапов А. И., Шестакова Е. Н., Орлов Г. А., Беликов С. В. Применение сталей заэвтектоидных марок для ковки валков горячей прокатки // Черные металлы. 2015. № 2. С. 33–37.
Загрузки
Опубликован
Выпуск
Раздел
Лицензия
Copyright (c) 2025 ЧЕРНАЯ МЕТАЛЛУРГИЯ. Бюллетень научно-технической и экономической информации
Это произведение доступно по лицензии Creative Commons «Attribution-ShareAlike» («Атрибуция — На тех же условиях») 4.0 Всемирная.
