Обзор материалов валков

Приведённые здесь материалы относятся к каталогу стандартных материалов от WALZEN IRLE.

Этот каталог – результат 190-летнего производственного опыта в изготовлении валков для любого индустриального процесса прокатки и большого количества успешно выполненных заказов.

Приведённые здесь материалы можно модифицировать и таким образом оптимально приспособить к специфичным условиям прокатного производства наших клиентов.

G – серый чугун
I – индефинит – двухслойное литьё
K – отбелённый чугун
K – отбелённый чугун, двухслойные
KT – отбелённый чугун, двухслойные
KSC– отбелённый чугун, двухслойные
SP – однокомпонентные, двухслойные
SA – однокомпонентные, двухслойные
SP/A H – однокомпонентные
SM – двухслойные, мартенситный чугун
CR – хромистое литьё
KSTV
ST – стальное литьё
ST 0i – стальное литьё с индукционной закалкой
STG – графитиз. стальное литьё
SST – специальная сталь
FS – кованая сталь
NI-Hard – нихард
ICRO – Icrodur

вернуться назад

Фотография микроструктуры материала валка - Материал марки 'G' от WALZEN IRLE - Серый чугунG – серый чугун

Описание структуры и основные свойства

Валки из серого чугуна состоят по всей глубине из перлитного чугуна с пластинчатым графитом. Если предъявляются особые требования к износостойкости, то изменяя химический состав, можно добится появления цементита в структуре. Характерные свойства валков из серого чугуна:

  • высокая теплопроводность,
  • термоциклическая стойкость,
  • хорошая захватывающая способность,
  • незначительный спад твёрдости,
  • относительно низкая износостойкость.
наверх
вернуться назад

Фотография микроструктуры двухслойного индефинитного валка - Материал марки 'I' от WALZEN IRLEI – индефинит

Индефинитное двухслойное литьё 

Описание структуры и основные свойства

Основным признаком индефинитных валков является радиально направленная микроструктура от поверхности валка до его сердцевины. Составные части структуры цементит и графит расположены вертикальными рядами к поверхности валка.
Доля графита в индефинитных валках непрерывно увеличивается от поверхности бочки к её сердцевине, в то время как доля цементита в том же направлении уменьшается.
Металлическая основа индефинитных валков состоит в диапазоне твёрдости 340-540 HV из перлита или бейнита. Благодаря особому строению структуры и плавно протекающему спаду твёрдости от поверхности бочки до её сердцевины индефинитные валки с твёрдостью поверхности до 540 HV оптимально подходят для нарезания глубокого калибра. Индефинитные валки твёрдостью до 540 HV изготовляют обычно однокомпонентными. Если же предъявляются высокие требования к износостойкости или валки подлежат высоким механическим и тепловым нагрузкам, то их изготовляют двухслойным методом статического или центробежного литья с сердцевиной из серого чугуна или из чугуна с шаровидным графитом.

наверх
вернуться назад

Фотография микроструктуры отбелённого чугуна- Материал марки 'K' от WALZEN IRLEМатериал марки "K" от WALZEN IRLE

Отбелённый чугун – однокомпонентные валки

Описание структуры и основные свойства

Однокомпонентные валки из отбелённого чугуна состоят в отбелённом, свободном от графита, рабочем слое из цементита (ледебуритная эвтектика) и из металлической матрицы. Глубина отбелённого слоя в зависимости от диаметра валка достигает 20 мм. Сердцевина состоит из перлитного чугуна с пластинчатым графитом. Между наружным отбелённым слоем и сердцевиной проходит промежуточный слой, где наряду с друг другом находятся серый и отбелённый чугун.
Содержание ледебурита и формирование основной массы определяют твёрдость поверхности и износостойкость валков. Посредством подбора легирующих элементов можно установить перлитную, бейнитную или мартенситную основу. С увеличением твёрдости и износостойкости уменьшается допустимая механическая и тепловая нагрузка. Обозначение марки K30 указывает на процентное содержание цементита (30%) в структуре.

наверх
вернуться назад

Фотография микроструктуры отбелённого слоя биметаллического валка - Материал марки 'K' от WALZEN IRLE Материал марки "K" от WALZEN IRLE

Отбелённый чугун – двухслойное литьё

Описание структуры и основные свойства

Двухслойные валки из отбелённого чугуна состоят в отбелённом рабочем слое из цементита (ледебуритная эвтектика) и из металлической основной массы. Твёрдость поверхности и износостойкость определяются количественным составом цементита и типом металлической матрицы.
Посредством подбора легирующих элементов можно установить перлитную, бейнитную или мартенситную структуру. С увеличением твёрдости и износостойкости уменьшается допустимая тепловая и механическая нагрузка. Обозначение марки К30 указывает на процентное содержание цементита (30%) в структуре.
Глубина износостойкого рабочего слоя может быть установлена относительно степени использования валка, а сердцевина и шейки этих валков могут быть из серого чугуна
(G) или из чугуна с шаровидным графитом (S). Таким образом стойкость и предел прочности при изгибе могут быть приспособлены к различным условиям прокатного производства.

наверх
вернуться назад

Фотография микроструктуры отбелённого слоя биметаллического валка - Материал марки 'KT' от WALZEN IRLEМатериал марки "KT" от WALZEN IRLE - Материал  каландровых валов
целлюлозно-бумажной промышленности

Отбелённый чугун – двухслойное литьё

Описание структуры и основные свойства

Структура рабочего слоя биметаллических валков марки  „K“ состоит на 50% из цементита, а марки „KT“- на 30-40%. На основании этого валки марки „KT“ уступают валкам „K“ по стойкости, но подходят лучше для работ при высоких температурах (температура поверхности >160°C).
Для большей уверенности в правильном выборе материала двухслойного валка нужно проверить в каждом отдельном случае возможные термические и механические напряжения, которые могут возникнуть при эксплуатации на производстве.
Валки изготовляются с прилитыми шейками или с вкрученными шейками из кованой стали.

наверх
вернуться назад

Фотография микроструктуры отбелённого слоя биметаллического валка - Материал марки 'KSC' от WALZEN IRLEМатериал марки "KSC" от WALZEN IRLE - Материал  каландровых валов
целлюлозно-бумажной промышленности

Отбелённый чугун – двухслойное литьё

Описание структуры и основные свойства

Структуру "KSC" материала можно сравнить с отбелённым чугуном. Валки из этого материала состоят в рабочем слое из цементита (ледебуритная эвтектика) и из метал-
лической матрицы. На основании высокой доли таких легирующих элементов как Cr, Ni и Mo матрица в этих материалах бейнитная/мартенситная. В зависимости от степени легирования в структуре могут находится различные доли аустенита. Благодаря такому строению структуры материалы "KSC" более устойчивые к коррозии по сравнению с менее легированными отливками с отбелённой поверхностью. Стоит заметить, что "KSC"-сплавы не следует сравнивать с нержавеющими материалами. Высокая доля цементита и тип метал-лической матрицы повышают износостойкость "KSC"-материала. Валки из этого материала выливают только в том случае однокомпонентными, если диаметр валка не превышает 600 мм, а максимальная твёрдость – 520 единиц по Виккерсу. Валки большого диаметра изготовляют двухслойными с шейками и сердцевиной из серого чугуна (G) или из чугуна с шаровидным графитом(S). В этом случае биметаллическая отливка необходима ввиду большого количественного состава легирующих элементов и в связи с этим повышенной опасности излома при эксплуатации. В диапазоне твёрдости от 500 до 660 HV валки изготовляются с прилитыми шейками или с вкрученными шейками из кованой стали. Валки из материала "KSC" применяются на производстве в том случае, если предъявляются особые требования к и зносостойкости и/или к устойчивости против коррозии.

наверх
вернуться назад

Фотография микроструктуры поверхности бочки - Материал марки 'SP' от WALZEN IRLE - Перлитный чугун с шаровидным графитомМатериал марки "SP" от WALZEN IRLE

Перлитный чугун с шаровидным графитом,
однокомпонентные и двухслойные валки

Описание структуры и основные свойства

Валки из чугуна с шаровидным графитом отличаются от валков из чугуна с пластинчатым графитом более высокими прочностными свойствами и улучшенными характеристиками вязкости. Наряду с шаровидным графитом в структуре может находиться различно большое количество цементита, что зависит от предъявляемой к валкам износостойкости. Доля цементита непрерывно уменьшается от поверхности бочки к её сердцевине, в то время как доля шаровидного графита увеличивается в том же направлении. Металлическая основа "SP"-валков состоит в диапазоне твёрдости 300-540 HV из перлита. Валки из чугуна с шаровидным графитом изготовляют преимущественно однокомпонентными. Если требования к износоустойчивости и механическим/тепловым нагрузкам особенно высокие, то валки отливают двухслойными методом статического или центробежного литья с сердцевиной из высокопрочного чугуна с шаровидным графитом.

наверх
вернуться назад

Фотография микроструктуры поверхности бочки - Материал марки 'SA' от WALZEN IRLE - Игольчатый чугун с шаровидным графитомМатериал марки "SA" от WALZEN IRLE

Игольчатый чугун с шаровидным графитом,
однокомпонентные и двухслойные валки

Описание структуры и основные свойства

Валки из чугуна с шаровидным графитом отличаются от валков из чугуна с пластинчатым графитом более высокими прочностными свойствами и улучшенными характеристиками вязкости. Наряду с шаровидным графитом в структуре может находиться различно большое количество цементита, что зависит от предъявляемой к валкам износостойкости. Доля цементита непрерывно уменьшается от поверхности бочки к её сердцевине, в то время как доля шаровидного графита увеличивается в том же направлении. Структура "SA"-валков игольчатая - благодаря легированию никелем и молибденом. Такая структура отличается от перлитной высоким пределом прочности при растяжении и износостойкостью. Посредством термической обработки можно установить оптимальную для условий эксплуатации твёрдость и вязкость, а также оптимальный предел прочности при растяжении. Если требования к износоустойчивости и механическим/тепловым нагрузкам особенно высокие, то валки выливают двухслойными методом статического или центробежного литья.

наверх
вернуться назад

Фотография микроструктуры поверхности валка - Материал марки 'SP/A H' от WALZEN IRLE - Термически обработанный чугун с шаровидным графитомМатериал марки "SP/A H" от WALZEN IRLE

Термически обработанный чугун с шаровидным графитом,
однокомпонентные валки

Описание структуры и основные свойства

Валки из чугуна с шаровидным графитом отличаются от валков из чугуна с пластинчатым графитом более высокими прочностными свойствами и улучшенными характеристиками вязкости. Наряду с шаровидным графитом в структуре может находиться различно большое количество цементита, что зависит от предъявляемой к валкам износостойкости.
Структура "SP/A"-валков состоит из перлито-ферритного, перлитного или бейнитного чугуна с шаровидным графитом.
Валки марок SP/A-280H,-320H, -360H и -400H подлежат особой термической обработке. Это существенно повышает их вязкость, а также устойчивость к тепловым нагрузкам. Благодаря термической обработке по всему поперечному срезу образуется однородная структура с незначительным радиальным спадом твёрдости. Валки из чугуна с шаровидным графитом марок SP/A -280H, -320H -360H и -400H используются также для крупносортных прокатных станов и подвергаются термической обработке после предварительной нарезки ручьёв.
В следствии этого, даже в глубоких калибрах, устанавливаются внутренние напряжения, которые противодействуют образованию трещин.

наверх
вернуться назад

Фотография микроструктуры рабочего слоя биметаллического валка - Материал марки 'SM' от WALZEN IRLE - Мартенситный чугун с шаровидным графитомМатериал марки "SM" от WALZEN IRLE

Мартенситный чугун с шаровидным графитом,
двухслойные центробежно-литые валки

Описание структуры и основные свойства

Валки из чугуна с шаровидным графитом отличаются от валков из чугуна с пластинчатым графитом более высокими прочностными свойствами и улучшенными характеристиками вязкости. Наряду с шаровидным графитом в структуре может находиться различно большое количество цементита, что зависит от предъявляемой к валкам износостойкости. Доля цементита непрерывно уменьшается от поверхности бочки к её сердцевине, в то время как доля шаровидного графита увеличивается в том же направлении.
Структура "SM"-валков состоит из мартенситного чугуна с шаровидным графитом.
Высокая твёрдость мартенсита и доля цементита в структуре способствуют высокой износостойкости этих валков. Относительно высокая чувствительность этого материала к высоким температурам требует хорошей системы охлаждения при эксплуатации. Так как такие валки сравнительно хрупкие, то их изготовляют только двухслойными с сердцевиной из чугуна с шаровидным графитом.

наверх
вернуться назад

Фотография микроструктуры рабочего слоя биметаллического валка - Материал марки 'CR' от WALZEN IRLE - Хромистая сталь - хромистое литьёМатериал марки "CR" от WALZEN IRLE

Хромистая сталь - хромистое литьё

Описание структуры и основные свойства

Структура износоустойчивых материалов хромистого литья состоит из богатых хромом эвтектических сложных карбидов состава M7C3 или M23C6, которые находятся в перлитной или мартенситной основе наряду с тонкодисперсными вторичными карбидами. Хромистые материалы, благодаря особой структуре карбидов хрома, более прочные и вязкие, чем другие карбидные материалы. Дальнейшими положительными свойствами являются высокий предел при сжатии и жаропрочность. Содержание карбидов хрома в "CR"-материалах можно изменять в широком диапазоне.С увеличением доли карбидов хрома износостойкость возрастает, в то время как вязкость и прочность уменьшаются. Обозначение марки "CR5" указывает на процентное содержание эвтектических карбидов хрома в структуре. Посредством термической обработки твёрдость поверхности достигает 700 HV, что зависит от содержания "CR"-карбидов в структуре. Радиальный спад твёрдости по всей глубине рабочего слоя очень незначительный. Для полосовых прокатных станов используют двухслойные центробежно-литые валки с сердцевиной из серого чугуна или из чугуна с шаровидным графитом. Для сортопрокатных станов используют однокомпонентные валки.

наверх
вернуться назад

Фотография микроструктуры поверхности валка - Материал марки 'KSTV' от WALZEN IRLE - Особая хромистая стальМатериал марки "KSTV" от WALZEN IRLE - Материал  каландровых валов
целлюлозно-бумажной промышленности

Особая хромистая сталь 

Описание структуры и основные свойства

Посредством особого рафинирования расплава достигаются хорошие характеристики теплостойкости валков из "KSTV"-материала. Температура поверхности таких валков может достигать > 200° C. Разность температур теплоносителя и поверхности валка может быть максимально ± 70-80° C. Благодаря своим технологическим свойствам валки из "KSTV"-материала могут заменять валки из отбелённого чугуна, имея при этом меньшие размеры. Связанное с этим снижение веса выгодно как в новых установках, так и при модернизации устаревших. "KSTV"-валки поставляются с вкрученными шейками из кованой стали.

наверх
вернуться назад

Фотография микроструктуры поверхности валка - Материал марки 'ST' от WALZEN IRLE - Стальное литьёМатериал марки "ST" от WALZEN IRLE

Стальное литьё

Описание структуры и основные свойства

Валки стального литья имеют в зависимости от химического состава и термообработки перлитную или бейнитную металлическую основу. Основными легирующими элементами являются Cr, Mn, Ni, Mo, V и W. Их доля зависит от области применения валка. Обозначение "ST-0" указывает на доэвтектоидные/квазиэвтектоидные материалы с содержанием углерода < 0,8%. Эти материалы отличаются высокой стойкостью и прочностью. Твёрдость поверхности валков стального литья лежит в диапазоне 180-420 HV и устанавливается химическим составом и типом термической обработки. Радиальный спад твёрдости по всему рабочему слою очень незначительный. После предварительной нарезки ручьёв валки стального литья для крупносортных станов подвергаются термообработке. В следствии этого, даже в высоких калибрах, устанавливаются внутренние напряжения, которые противодействуют образованию трещин. Кроме того, из-за незначительного спада твёрдости достигается высокая износостойкость валков вдоль всего поперечного сечения.

наверх
вернуться назад

Фотография микроструктуры поверхности валка - Материал марки 'ST 0i' от WALZEN IRLE - Стальное литьёМатериал марки "ST 0i" от WALZEN IRLE

Стальное литьё с индукционной закалкой

Описание структуры и основные свойства

Каландровые валы ST0i изготавливаются из специально разработанного, жаропрочного стального литья с высокой прочностью, вязкостью и надёжным запасом прочности на излом.
Благодаря особенным металлургическим технологиям изготавливается материал с высокой степенью чистоты и низким содержанием неметаллических включений.
Химический состав подобран так, что необходимые механические и физические свойства материала необходимые для каландровых валов бумагоделательного производства, также позволяют использование ST0i при очень высоких производственных нагрузках.
После индукционной закалки поверхности достигается отличная износосойкость.
Твёрдость закалённого слоя можно целенаправленно устанавливать до 640 HV. В незакалённой части валка твёрдость составляет 280-320 HV.
Из-за высокой устойчивости материала к отпуску, твёрдость остаётся неизменной при производственных температурах до 320°C.
Глубина закалённого слоя составляет примерно 6 мм. Структура закалённого слоя (i) состоит из мелкозернистого, отпущенного мартенсита, а сердцевина из эвтектоидной стали.

наверх
вернуться назад

Фотография микроструктуры поверхности валка - Материал марки 'STG' от WALZEN IRLE - Графитизированное стальное литьёМатериал марки "STG" от WALZEN IRLE

Графитизированное стальное литьё

Описание структуры и основные свойства

Графитизированную сталь относят по содержанию углерода к заэвтектоидным материалам. Посредством рафинирования стали часть углерода выделяется в форме свободного графита. Основными легирующими элементами являются Si, Cr, Mn, Ni и Mo. Их доля зависит от области применения валка. Структура валков графитизированного стального литья "STG-0" состоит из перлитной основы, из карбидов (макс. 5%) и из графита.

Доля карбидов и графита регулируется подбором легирующих элементов и типом термической обработки. Таким образом предоставляется возможность оптимально приспособить термостойкость и износоустойчивость материала к условиям эксплуатации. Прочими положительными качествами являются:

  • устойчивость против образования трещин,
  • износостойкость,
  • хорошая структура поверхности.

Свойства этих валков улучшаются, если их подвергнуть термообработке после предварительной нарезки ручьёв. Вследствие этого, даже в высоких калибрах, устанавливаются внутренние напряжения, которые противодействуют образованию трещин. Кроме того, из-за незначительного спада твёрдости достигается высокая износостойкость валков вдоль всего поперечного сечения.
Твёрдость поверхности регулируется в диапазоне 180-380 HV.

наверх
вернуться назад

Фотография микроструктуры рабочего слоя биметаллического валка - Материал марки 'SST' от WALZEN IRLE - Специальная стальМатериал марки "SST" от WALZEN IRLE

Специальная сталь

Описание структуры и основные свойства

"SST"-материалы подобны материалам быстрорежущей стали (High-Speed Steel).
Основными легирующими элементами являются C, Cr, V, W и Mo. После обстоятельной термообработки структура материала состоит из мартенситной основы, в которой находятся карбиды ванадия (VC), молибдена (Mo2C), вольфрама (W2C), а также смешанные карбиды типа M6C. Эти специальные карбиды отличаются очень высокой твёрдостью (до 3000 HV) и тем самым способствуют высокой износостойкости материала. К прочим положительным качествам относятся:

  • высокая прочность при отпуске (до 550 °C),
  • высокая жаропрочность,
  • постоянная твёрдость по всему рабочему слою,
  • улучшенная точность формы изготовляемого продукта при высоком качестве поверхности и незначительном износе валка.

Использование "SST"-материала может значительно увеличить (до 6-ти раз) производительность валков в сравнении с другими марками.

наверх
вернуться назад

Фотография микроструктуры поверхности валка - Материал марки 'FS' от WALZEN IRLE - Кованая стальМатериал марки "FS" от WALZEN IRLE - Материал  каландровых валов
целлюлозно-бумажной промышленности

Кованая сталь

Описание структуры и основные свойства

Валки из кованой стали состоят в закалённом поверхностном слое из отпущенного мартенсита, а шейки и сердцевина имеют однородную улучшенную структуру. Посредством особой металлургической обработки достигается высокая степень чистоты поверхности валка. После ковки, термообработки и предварительной подготовки бочка валка закаливается до требуемой твёрдости поверхности и подвергается отпуску. Толщина закалённого слоя составляет минимум 6-8 мм.Последующие основные пункты определяют качество и химический состав валков из кованой стали:

  • диаметр валка,
  • твёрдость поверхности,
  • толщина закалённого слоя,
  • рабочая температура каландра.

Материал марки "FS1" и "FS2" нашёл широкое применение на производстве. "FS1" применяют при твёрдости поверхности валка до 620 HV, а "FS2" — от 600 HV до 700 HV. В случае особых требований к твёрдости поверхности, к глубине закалённого слоя или к рабочей температуре валков возможны альтернативные предложения.

наверх
вернуться назад

Фотография микроструктуры поверхности валка - Материал марки 'NI-Hard' от WALZEN IRLE - НихардМатериал марки "NI-Hard" от WALZEN IRLE

Нихард 

Описание структуры и основные свойства

Материал нихард содержит в мартенситной металлической основе карбиды хрома. Отливка происходит в песок, кокиль или в форму многократного пользования. Модификация при отливке в кокиль приводит к увеличению ударной вязкости. Ввиду того, что эти материалы достаточно устойчивы против отпуска, они находят применение при температуре приблизительно до 400°C, но без резких изменений температуры. Материалы нихард I и нихард II отличаются друг от друга содержанием углерода, в то время как нихард IV содержит специальные карбиды хрома (M7C3). Относительно ударно-усталостной прочности материал нихард IV превосходит нихард I и нихард II. Все нихард-материалы показывают незначительный спад твёрдости по всей глубине.

наверх
вернуться назад

Фотография микроструктуры поверхности валка - Материал марки 'ICRO' от WALZEN IRLE - IcrodurМатериал марки "ICRO" от WALZEN IRLE

Icrodur

Описание структуры и основные свойства

Отличительным свойством материала Icrodur является его особая мелкозернистая структура. Путём легирования карбидообразующих элементов в мартенситной основе создаётся почти эвтектичная M7C3 / M23C6 структура карбидов.
Валки изготовляются однокомпонентными или в биметаллическом исполнении с сердцевиной из серого чугуна или из чугуна с шаровидным графитом.
Наряду с высокой износостойкостью валки из этого материала отличаются очень незначительным спадом твёрдости по всему рабочему слою.

наверх
вернуться назад


Иллюстрация к разделу Обзор материалов валков

Logo Ein Unternehmen der IRLE GRUPPE