186
ISSN 0236-3941. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. “Машиностроение”. 2012
УДК 539.37: 621.771.07
А.М. Покровский
РАСЧЕТ ОСТАТОЧНЫХ НАПРЯЖЕНИЙ
В БИМЕТАЛЛИЧЕСКИХ ОПОРНЫХ
ПРОКАТНЫХ ВАЛКАХ
ПОСЛЕ ТЕРМИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ
Проведено дилатометрическое исследование стали 25Н12М6К10
с карбидно-интерметаллидным упрочнением и получены эмпири-
ческие выражения, позволяющие прогнозировать структурный
состав и температурно-структурные деформации стали при
нагреве и охлаждении. Разработаны расчетные методы и созда-
ны программные средства для анализа напряженно-деформиро-
ванного состояния в биметаллических опорных прокатных валках
с наплавкой из стали 25Н12М6К10 при термической обработке.
Посредством компьютерного моделирования показана целесооб-
разность производства крупногабаритных биметаллических
опорных прокатных валков взамен ныне изготавливаемых цельно-
кованых валков.
E-mail:
ampokr@mail.ru
Ключевые слова:
биметаллические прокатные валки, дилатометриче-
ское исследование, задача термоупруговязкопластичности.
Высоколегированные стали с карбидно-интерметаллидным упроч-
нением обладают уникальными эксплуатационными свойствами. Пре-
дел прочности
σ
в
таких сталей может достигать 2 500 МПа, твер-
дость — 62 HRC, а вязкость разрушения (трещиностойкость)
K
Ic
—
80
МПа·м
1/2
[1].
В связи с этим данные стали являются перспективны-
ми для изготовления ответственных деталей, например прокатных
валков. Выбор рациональных режимом термической обработки таких
валков, определяющих в первую очередь их прочностные свойства,
возможен посредством математического моделирования температур-
но-структурного и напряженно-деформированного состояний. Для со-
здания математической модели необходимо изучить физико-механи-
ческие свойства стали в процессе термической обработки, в частности,
провести дилатометрическое исследование, позволяющее описать тем-
пературно-структурные деформации стали при нагреве и охлаждении.
В данной работе проведено дилатометрическое исследование
стали 25Н12М6К10 с комбинированным карбидно-интерметаллид-
ным упрочнением. Эта высоколегированная сталь разработана на ос-
нове системы Fe – C – Ni – Co – Mo, она имеет следующий химиче-
ский состав, %: 0,25 С, 12 Ni, 10 Co, 6 Mo. Такой баланс основных
легирующих элементов гарантирует при закалке максимальное
упрочнение структуры мартенсита. При последующем отпуске