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WALZEN IRLE Werkstoff-Übersicht
Stahlindustrie und Eisenindustrie
Die hier aufgeführten Werkstoffe beschreiben den speziellen Werkstoff-Katalog von WALZEN IRLE für Walzen, die in der Stahlindustrie und Eisenindustrie eingesetzt werden.
Der Werkstoff-Katalog ist in über 180 Jahren Erfahrung in der Herstellung von Walzen für nahezu jeden industriellen Walzprozess und durch Hunderttausende von Aufträgen gewachsen.
Die dargestellten Werkstoffe lassen sich an die spezifischen Betriebsbedingungen unserer Kunden anpassen.
K — Hartguss - Einstoff
K — Hartguss - Verbund
I — Indefinite - Verbundguss
SP — Einstoff und Verbund
SA — Einstoff und Verbund
SP/A H — Einstoff
CR — Chromguss
ST — Stahlguss
STG — Stahlguss grafitisiert
SST — Sonderstahl
K — Hartguss - Einstoff
Gefügebeschreibung und wesentliche Eigenschaften
Hartguss-Einstoffwalzen bestehen in der weiß erstarrten, grafitfreien Härteschicht aus Zementit (Ledeburiteutektikum) und der metallischen Grundmasse. Die Dicke der nutzbaren Härteschicht kann je nach Walzendurchmesser bis 20 mm betragen. Der Walzenkern ist grau erstarrt und besteht vorwiegend aus einer perlitischen Grundmasse mit Lamellengrafit. Zwischen der äußeren Härteschicht und dem Kern liegt eine melierte Übergangszone, in der grau und weiß erstarrte Gefügebestandteile nebeneinander vorhanden sind.
Beim Hartguss wird die Oberflächenhärte und Verschleißbeständigkeit durch den Ledeburitanteil und die Ausbildung der Grundmasse bestimmt. Durch entsprechende Legierungselemente kann eine perlitische, bainitische oder martensitische Grundmasse eingestellt werden. Mit der Erhöhung von Härte und Verschleißbeständigkeit werden die thermische und mechanische Belastbarkeit vermindert. Die Qualitätsbezeichnung K30 gibt den prozentualen Anteil an Zementit im Gefüge an.
Typische Anwendungsfälle:
Profilwalzwerke
- Zwischengerüste und Fertiggerüste von Drahtwalzwerken, Stabstahlwalzwerken und Feineisenwalzwerken
- Rollen für Profilrichtmaschinen
- Streckreduzierrollen für Rohrwalzwerke
Flachwalzwerke
Arbeitswalzen für
- Duogerüste und Triogerüste für Feinbleche, speziell für Werkzeugbleche und Edelstahlbleche
K — Hartguss - Verbund
Gefügebeschreibung und wesentliche Eigenschaften
Hartguss-Verbundwalzen bestehen in der weiß erstarrten Mantelschicht aus Zementit (Ledeburiteutektikum) und der metallischen Grundmasse. Die Oberflächenhärte und Verschleißbeständigkeit wird durch den Zementitanteil im Gefüge und die Ausbildung der metallischen Grundmasse bestimmt.
Durch entsprechende Legierungselemente kann eine perlitische, bainitische oder martensitische Grundmasse eingestellt werden. Mit der Erhöhung von Härte und Verschleißbeständigkeit werden die thermische und mechanische Belastbarkeit vermindert.
Die Qualitätsbezeichnung K30 gibt den prozentualen Anteil an Zementit im Gefüge an.
Bei Verbundwalzen kann die Dicke der verschleißfesten Mantelschicht dem Nutzungsgrad der Walze entsprechend eingestellt werden. Das Kern- und Zapfenmaterial der Verbundwalzen kann aus Grauguss (G) oder Sphäroguss (S) bestehen.
Hierdurch können die Festigkeit und Biegesteifigkeit der Walzen unterschiedlichen Betriebsbedingungen angepasst werden.
Typische Anwendungsfälle:
Profilwalzwerke
- Zwischengerüste und Fertiggerüste von Drahtwalzwerken, Stabstahlwalzwerken und Feineisenwalzwerken
- Rollen für Profilrichtmaschinen
- Streckreduzierrollen für Rohrwalzwerke
Flachwalzwerke
Arbeitswalzen für
- Fertiggerüste von Schmalbandwalzwerken und Mittelbandwalzwerken
- Duogerüste und Triogerüste für Feinbleche, speziell für Werkzeugbleche und Edelstahlbleche
I — Indefinite - Verbundguss
Gefügebeschreibung und wesentliche Eigenschaften
Das wesentliche Merkmal der Indefinitewalzen ist eine von der Walzenoberfläche zum Walzenkern radial gerichtete Gefügestruktur.
Die Gefügebestandteile Zementit und Grafit sind zeilenförmig senkrecht zur Walzenoberfläche angeordnet.
Der Grafitanteil nimmt bei Indefinitewalzen kontinuierlich von der Ballenoberfläche zum Ballenkern zu und der Anteil an freiem Zementit in derselben Richtung ab.
Die metallische Grundmasse ist bei Indefinitewalzen im Härtebereich von 340-540 HV perlitisch oder bainitisch ausgebildet. Bedingt durch den besonderen Gefügeaufbau und den kontinuierlich verlaufenden Härteabfall von der Ballenoberfläche zum Kern eignen sich Indefinitewalzen mit einer Oberflächenhärte bis ca. 540 HV zum Einschneiden von tiefen Kalibern.
Indefinitewalzen bis 540 HV werden vorwiegend als Einstoffwalzen eingesetzt.
Falls sie hohen Verschleißanforderungen und mechanischen oder thermischen Belastungen unterliegen, können sie auch als statisch gegossene oder geschleuderte Verbundwalzen mit Grauguss- oder Sphärogusskern hergestellt werden.
Typische Anwendungsfälle:
Profilwalzwerke
- Zwischengerüste und Fertiggerüste von Mitteleisenwalzwerken, Drahtwalzwerken, Stabstahlwalzwerken und Feineisenwalzwerken
- Vorgerüste von Drahtwalzwerken und Feineisenwalzwerken
- Rohrrichtwalzen und Lösewalzen
Flachwalzwerke
Für Flachwalzgerüste kommen vorwiegend Verbundwalzen zum Einsatz.
Arbeitswalzen für
- Grobblechgerüste
- Vorgerüste von Warmbandwalzwerken
- Duogerüste und Triogerüste von Feinblechwalzwerken
- Fertiggerüste (F4-F7) von Warmbandwalzwerken
- Fertiggerüste von Grobblechwalzwerken
- Fertiggerüste von Steckelwalzwerken
- Fertiggerüste von Mittelbandwalzwerken und Schmalbandwalzwerken
- Vorgerüste und Fertiggerüste von Grobblechwalzwerken
- Vorgerüste und Fertiggerüste von Steckelwalzwerken
- Dressiergrüste und Tempergerüste von Warmbandwalzwerken und Kaltbandwalzwerken
Stützwalzen für
- Dressiergerüste von Kaltbandwalzwerken
SP — Sphäroguss - perlitisch, Einstoff und Verbund
Gefügebeschreibung und wesentliche Eigenschaften
In Sphärogusswalzen ist der Grafit in Kugelform ausgeschieden, wodurch Festigkeit und Zähigkeit des Werkstoffes erheblich gegenüber den lamellaren Gusseisensorten gesteigert werden. Neben dem Kugelgrafit können in Sphärogusswalzen, je nach geforderter Verschleißbeständigkeit, unterschiedliche Mengen an Zementit im Gefüge vorliegen.
Der Zementitanteil nimmt kontinuierlich von der Ballenoberfläche zum Ballenkern ab und der Kugelgrafitanteil in gleicher Richtung zu. Die metallische Grundmasse ist bei den SP-Sphärogusswalzen im Härtebereich perlitisch ausgebildet.
Sphärogusswalzen werden vorwiegend als Einstoffwalzen eingesetzt. Falls sie besonders hohen Verschleißanforderungen und mechanischen oder thermischen Belastungen ausgesetzt sind, können sie auch als statisch gegossene oder geschleuderte Verbundwalzen mit hochfestem Sphärogusskern hergestellt werden.
Typische Anwendungsfälle:
Profilwalzwerke
- Blockgerüste und Knüppelgerüste
- Vorgerüste und Zwischengerüste von Drahtwalzwerken, Stabstahlwalzwerken und Feineisenwalzwerken
- Zwischengerüste und Fertiggerüste von Mitteleisenwalzwerken und großen Profilwalzwerken
Flachwalzwerke
Arbeitswalzen für
- Vorgerüste und Zwischengerüste von Schmalbandwalzwerken und Mittelbandwalzwerken
SA — Sphäroguss - acikular, Einstoff und Verbund
Gefügebeschreibung und wesentliche Eigenschaften
In Sphärogusswalzen ist der Grafit in Kugelform ausgeschieden, wodurch Festigkeit und Zähigkeit des Werkstoffes erheblich gegenüber den lamellaren Gusseisensorten gesteigert werden.
Neben dem Kugelgrafit können in Sphärogusswalzen je nach geforderter Verschleißbeständigkeit unterschiedliche Mengen an Zementit im Gefüge vorliegen. Der Zementitanteil nimmt kontinuierlich von der Ballenoberfläche zum Ballenkern ab und der Kugelgrafitanteil in gleicher Richtung zu.
Die metallische Grundmasse ist bei den SA-Sphärogusswalzen acikular ausgebildet. Das acikulare Gefüge wird durch Legieren von Ni und Mo eingestellt und zeichnet sich gegenüber dem perlitischen durch eine höhere Zugfestigkeit und Verschleißbeständigkeit aus. Durch Vergüte- oder Anlassglühungen können Härte, Zugfestigkeit und Zähigkeit dieser Werkstoffe dem jeweiligen Verwendungszweck optimal angepaßt werden. Für besonders hohe Verschleißanforderungen und mechanische oder thermische Belastungen können die SA-Sphärogusswalzen auch als statisch gegossene oder geschleuderte Verbundwalzen hergestellt werden.
Typische Anwendungsfälle:
Profilwalzwerke
- Zwischengerüste und Fertiggerüste von Drahtwalzwerken, Stabstahlwalzwerken und Feineisenwalzwerken
- Walzen für Slitstiche in Drahtwalzwerken
- Fertiggerüste von Mitteleisenwalzwerken und großen Profilwalzwerken
Flachwalzwerke
Arbeitswalzen für
- Zwischengerüste und Fertiggerüste von Schmalbandwalzwerken und Mittelbandwalzwerken
SP/A H — Sphäroguss - vergütet, Einstoff
Gefügebeschreibung und wesentliche Eigenschaften
In Sphärogusswalzen ist der Grafit in Kugelform ausgeschieden, wodurch Festigkeit und Zähigkeit des Werkstoffes erheblich gegenüber den lamellaren Gusseisensorten gesteigert werden.
Neben dem Kugelgrafit können in Sphärogusswalzen je nach geforderter Verschleißbeständigkeit unterschiedliche Mengen an Zementit im Gefüge vorliegen. Die Grundmasse kann ferritisch/perlitisch, perlitisch oder bainitisch ausgebildet sein.
Bei den Qualitäten SP/A-280H,-320H, -360H und -400H werden durch eine besondere Vergütung die Zähigkeit und die thermische Belastbarkeit des Werkstoffes verbessert.
Durch die Wärmebehandlung entsteht über dem gesamten Walzenquerschnitt ein homogenes Gefüge mit geringem radialen Härteabfall.
Sphärogusswalzen SP/A -280H, -320H -360H und -400H können für die Herstellung von größeren Walzprofilen im vorkalibrierten Zustand vergütet werden. Hierdurch werden an der Walzenoberfläche auch in tieferen Kalibereinschnitten Druckeigenspannungen eingestellt, die der Brandrissbildung entgegenwirken.
Typische Anwendungsfälle:
Profilstraßen
- Blockgerüste und Brammengerüste
- Vorgerüste von großen und mittleren Profilwalzwerken
- Vorwalzen, Zwischenwalzen und Fertigwalzen für Halbzeug
- Vorgerüste von Drahtwalzwerken, Stabstahlwalzwerken und Feineisenwalzwerken
Flachwalzwerke
- Stauchgerüste in Warmbandwalzwerken
CR — Chromstahl - Chromguss
Gefügebeschreibung und wesentliche Eigenschaften
Das Gefüge der verschleißbeständigen Chromgusswerkstoffe besteht aus chromreichen eutektischen Mischkarbiden der Zusammensetzung M7C3 oder M23C6, die in einer Grundmasse aus Perlit oder Martensit mit fein verteilten Sekundärkarbiden vorliegen.
Durch die besondere Struktur der Cr-Karbide haben die CR-Werkstoffe im Vergleich zu anderen karbidischen Verschleißwerkstoffen wesentlich höhere Festigkeits- und verbesserte Zähigkeitseigenschaften.
Weitere positive Eigenschaften sind hohe Druck- und Warmfestigkeit. Der Gehalt an Cr-Karbiden in den CR-Werkstoffen ist in einem weiten Bereich einstellbar. Mit höheren Anteilen an Cr-Karbiden steigt die Verschleißbeständigkeit, während Zähigkeits- und Festigkeitswerte reduziert werden. Die Qualitätsbezeichnung CR5 gibt den prozentualen Anteil an eutektischen Cr-Karbiden im Gefüge an. Durch Wärmebehandlung können je nach Gehalten an Cr-Karbiden Oberflächenhärten bis 700 HV erzielt werden.
Der radiale Härteabfall ist über den gesamten nutzbaren Bereich einer Walze sehr gering. Für Flachwalzwerke werden die CR-Walzen als geschleuderte Verbundwalzen mit Grauguss- oder Sphärogusskern hergestellt. In Profilwalzwerken werden sie als Einstoffwalzen eingesetzt.
Typische Anwendungsfälle:
Profilwalzwerke
- Zwischengerüste und Fertiggerüste von kleineren und mittleren Profilwalzwerken
- Richtwalzen für Rohre und Stabstahl
- Formwalzen für Rohrschweißanlagen
- Maßwalzen für Rohre
Flachwalzwerke
Arbeitswalzen für
- die ersten Fertiggerüste (F1-F4) von Warmbandwalzwerken
- Fertiggerüste von Steckelwalzwerken
- Fertiggerüste von Grobblechwalzwerken
- Kalttandemwalzwerke und Dressiergerüste
- Vorgerüste und Zwischengerüste von Warmbandwalzwerken
- Vorgerüste von Steckelwalzwerken
- Vorgerüste von Grobblechwalzwerken
- Vorgerüste von Warmmittelbandwalzwerken und Warmschmalbandwalzwerken
- Duogerüste und Triogerüste von Feinblechwalzwerken
ST — Stahlguss
Gefügebeschreibung und wesentliche Eigenschaften
Stahlgusswalzen haben je nach chemischer Zusammensetzung und Wärmebehandlung eine perlitische oder bainitische Grundmasse. Wesentliche Legierungselemente sind Cr, Mn, Ni, Mo, V und W, die je nach Verwendungszweck der Walzen in unterschiedlichen Mengen zulegiert werden.
Die Bezeichnung ST-0 gilt für untereutektoide bis naheutektoide Werkstoffe mit einem C-Gehalt < 0,8 %.
Diese Werkstoffe zeichnen sich durch eine hohe Festigkeit und Bruchsicherheit aus.
Die Oberflächenhärte der Stahlgusswalzen wird durch die Art der Wärmebehandlung und die chemische Zusammensetzung eingestellt und kann im Bereich von 180-420 HV liegen.
Der radiale Härteabfall ist innerhalb der Arbeitsschicht gering.
Für die Herstellung von größeren Profilen können Stahlgusswalzen im vorkalibrierten Zustand vergütet werden. Dadurch werden an der Walzenoberfläche auch in tieferen Kalibereinschnitten Druckeigenspannungen eingestellt, die der Brandrissbildung entgegenwirken. Außerdem wird durch diese spezielle Vergütung ein geringerer Härteabfall und somit gute Verschleißbeständigkeit bis zum Enddurchmesser der Walze erzielt.
Typische Anwendungsfälle:
Profilwalzwerke
- Blockgerüste und Brammengerüste
- Vorgerüste, Zwischengerüste und Fertiggerüste in großen Profilwalzwerken
- Vorgerüste und Zwischengerüste von Drahtstraßen und Feineisenstraßen
- Fertiggerüste für Sonderprofile mit tiefen Kalibereinschnitten
- Knüppelgerüste und Halbzeuggerüste
- Zwischengerüste und Fertiggerüste von mittleren und schweren Profilwalzwerken
- Zwischengerüste und Fertiggerüste von Feineisenwalzwerken
- Horizontalwalzen und Vertikalwalzen in Universalgerüsten
- Stauchgerüste in Profilstraßen
- Pilgerwalzen
Flachwalzwerke
- Stauchwalzen für Warmbandwalzwerke
Stützwalzen für
- Vorgerüste und Fertiggerüste von Schmalgerüste, Mittelbandwalzwerken und Warmbreitbandwalzwerken
Die Stützwalzen werden je nach Abmessung und Einsatzzweck als Einstoffwalzen oder Stahlverbundwalzen hergestellt.
STG — Stahlguss grafitisiert
Gefügebeschreibung und wesentliche Eigenschaften
Die grafitisierten Stahlgusswalzen sind entsprechend ihrem C-Gehalt den übereutektoiden Werkstoffen zuzuordnen.
Durch eine Impfbehandlung der Stahlschmelze wird ein Teil des Kohlenstoffgehaltes bei der Erstarrung als freier Grafit ausgeschieden.
Wesentliche Legierungselemente sind Si, Cr, Mn, Ni und Mo, die, je nach Einsatzbedingungen der Walzen, in unterschiedlichen Mengen zulegiert werden.
Das Gefüge der grafitisierten Stahlgusswalzen STG0 besteht aus der perlitischen Grundmasse, max. 5% Karbiden und Grafit.
Die Anteile an Karbiden und Grafit können durch die chemische Zusammensetzung und die Art der Wärmebehandlung eingestellt werden. Damit werden die thermische und die Verschleißbeständigkeit des Werkstoffes den Einsatzbedingungen angepaßt.
Grafitisierte Stahlgusswalzen zeichnen sich wie folgt gegenüber den grafitfreien aus:
- hohe Brandrißbeständigkeit
- gute Verschleißbeständigkeit
- gute Oberflächenbeschaffenheit.
Die guten Werkstoffeigenschaften der grafitisierten Stahlgusswalzen lassen sich durch eine Vergütung im vorkalibrierten Zustand zusätzlich verbessern. Durch die Vergütung werden an der Walzenoberfläche auch in tieferen Kalibereinschnitten Druckeigenspannungen eingestellt, die der Brandrißbildung entgegenwirken. Außerdem wird ein geringer Härteabfall und somit gute Verschleißbeständigkeit bis zum Enddurchmesser der Walze erzielt.
Die Oberflächenhärte der STG0 Walzen kann im Bereich von 180-380 HV eingestellt werden.
Typische Anwendungsfälle:
Profilwalzwerke
- Blockgerüste und Brammengerüste
- Vorgerüste und Zwischengerüste von großen Profilwalzwerken
- Zwischengerüste und Fertiggerüste von schweren Profilwalzwerken
- Zwischengerüste und Fertiggerüste von Schienenwalzwerken
- Fertiggerüste für Sonderprofile mit tiefen Kalibereinschnitten
- Knüppelgerüste und Halbzeuggerüste
- Zwischengerüste und Fertiggerüste von mittleren und schweren Profilwalzwerken
- Horizontalgerüste, Vertikalgerüste und Stauchgerüste in Universalträgerwalzwerken
- Vorgerüste und Zwischengerüste von Drahtwalzwerken und Feineisenwalzwerken
Flachwalzwerke
Arbeitswalzen für
- Vorgerüste von Warmbandwalzwerken
- Stauchgerüste von Warmbandwalzwerken
SST — Sonderstahl
Gefügebeschreibung und wesentliche Eigenschaften
Bei den SST-Werkstoffen handelt es sich um Legierungen, die den Schnellarbeitsstählen (HSS) verwandt sind.
Hauptlegierungselemente sind C, Cr, V, W und Mo. Das Gefüge dieser Werkstoffe besteht nach der sehr aufwendigen Wärmebehandlung aus der martensitischen Grundmasse, in der die Karbide des Vanadiums (VC), Molybdäns (Mo2C), Wolframs (W2C) und Mischkarbide (M6C) fein verteilt vorliegen. Diese Sonderkarbide zeichnen sich durch eine extrem hohe Härte (bis 3000 HV) aus und bewirken in diesen Werkstoffen eine sehr hohe Verschleißbeständigkeit.
Als weitere positive Eigenschaften für SST-Werkstoffe sind zu nennen:
- hohe Anlassbeständigkeit (bis 550 °C)
- hohe Warmfestigkeit
- konstante Härte über den nutzbaren Walzenbereich
- stark verbesserte Formgenauigkeit der Produkte durch geringsten Verschleiß bei sehr guter Oberflächengüte.
Durch den Einsatz der SST-Werkstoffe können die Leistungen der Walzen im Vergleich zu den herkömmlichen Qualitäten um ein Mehrfaches (bis 6 x) gesteigert werden.
Typische Anwendungsfälle:
Profilwalzwerke*
- Zwischengerüste und Fertiggerüste von kleineren und mittleren Profilwalzwerken
- Zwischengerüste und Fertiggerüste von Drahtwalzwerken
- Ringe für Horizontalwalzen in Universalgerüsten
Flachwalzwerke**
Arbeitswalzen für
- Vorgerüste von Warmbreitbandwalzwerken
- Fertiggerüste (F1-F4) von Warmbreitbandwalzwerken
- Fertiggerüste von Warmmittelbandwalzwerken und Warmschmalbandwalzwerken
* In Profilwalzwerken können geschleuderte Verbundwalzen mit Sphärogusskern oder auf Achsen mechanisch befestigte SST-Einstoffringe eingesetzt werden.
** Für Flachwalzwerke werden die Walzen im Schleudergussverfahren als Verbundwalzen mit Sphärogusskern hergestellt.
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