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
STG – графитиз. стальное литьё
SST – специальная сталь
FS – кованая сталь
NI-Hard – нихард
ICRO – Icrodur
G – 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.
I – 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.
Материал 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.
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.
Материал 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.
Материал 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.
Материал 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.
Материал 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.
Материал 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.
Материал 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.
Материал 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.
Материал 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.
Материал 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.
Материал 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.
Материал 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.
Материал 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.
Материал 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.
Материал 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.
