ОАО «Белорусский металлургический завод» – управляющая компания холдинга «Белорусская металлургическая компания», Жлобин, Беларусь

С. А. Савченко, ведущий инженер-технолог технического управления прокатного отдела, эл. почта: gnp.tu@bmz.gomel.by
И. А. Ковалёва, начальник исследовательской лаборатории исследовательского центра – отраслевой лаборатории технологий металлургического и сталепроволочного производств технического управления, эл. почта: nl.icm@bmz.gomel.by

Гомельский государственный технический университет имени П. О. Сухого, Гомель, Беларусь.
И. В. Астапенко, доцент кафедры металлургии и технологии обработки материалов, канд. с.-х. наук, эл. почта: astapenko@tut.by

Магнитогорский государственный технический университет имени Г. И. Носова, Магнитогорск, Россия
А. Б. Сычков, профессор кафедры литейных процессов и материаловедения, докт. техн. наук, эл. почта: absychkov@mail.ru

Для обеспечения требуемых потребителями качественных характеристик бунтового проката после сфероидизирующего отжига по механическим свойствам, микроструктуре и глубине обезуглероженного слоя (ОБС) стали ШХ15 проведены производственно-исследовательские технологические мероприятия в условиях стана 370/150 с различными условиями начальной температуры и динамики охлаждения катанки. Выполнен анализ полученных результатов определения эффективной исходной микроструктуры бунтовой горячекатаной подшипниковой круглой стали диаметром 6,5 мм, подвергаемой последующему сфероидизирующему отжигу, повышению качества проката путем совершенствования технологических режимов поточного двухстадийного охлаждения катанки на этапе воздушного охлаждения. Исследована зависимость влияния температуры начала и динамики процесса воздушного охлаждения на формирование межпластинчатого расстояния перлита в первичной микроструктуре бунтового проката. Показано влияние температуры аустенитизации на дисперсность перлита в подшипниковой стали. Определен эффективный режим поточного воздушного охлаждения катанки из подшипниковой стали для последующего сфероидизирующего отжига, обеспечивающего равномерную мелкодисперсную перлитную структуру по всей длине бунта катанки, без наличия закалочных структурных включений. Установлено, что исходная грубопластинчатая форма перлита на поверхности бунтового проката по базовому режиму поточной термообработки в линии горячей прокатки катанки стана 370/150 (начальное охлаждение водой до температуры 870–910 °C в зоне виткообразователя и последующее медленное охлаждение на роликовом конвейере четырьмя первыми вентиляторами с мощностью подачи воздуха 10 %) приводит к завышенным показателям глубины ОБС и неполной сфероидизации после отжига бунтов.

1. Воинов С. Г., Шалимов А. Г. Шарикоподшипниковая сталь. — М. : ГНТИ, 1962. — 480 с.
2. Зинченко С. А., Ибрагимов А. У. Термоциклический сфероидизирующий отжиг подшипниковой стали // Современные инструментальные системы, информационные технологии и инновации: сб. научных трудов XII-й Международной научно-практической конференции: в 4-х т., Курск, 19–20 марта 2015 года / отв. ред Горохов А. А., Т. 2. — Курск : Университетская книга, 2015. С. 144–147.
3. Спектор А. Г., Зельберт Б. М., Киселева С. А. Структура и свойства подшипниковых сталей. — М. : Металлургия, 1980. — 264 с.
4. Новиков И. И. Теория термической обработки металлов. — М. : Металлургия, 1978. — 392 с.
5. Bhadeshia H. K. D. H. Steels for bearings // Progress in Materials Science. 2012. Vol. 57, Iss. 2. P. 268–435.
6. Раузин Я. Р. Термическая обработка хромистой стали (для подшипников и инструментов). — 3-е изд., перераб. и доп. — М. : Машгиз, 1963. — 378 с.
7. Hwang H., De Cooman B. C. Influence of the initial microstructure on the spheroidization of SAE 52100 bearing steel // Steel Research International. 2016. Vol. 87, Iss. 1. P. 112–125. DOI: 10.1002/srin.201400591
8. Czarski A., Skowronek T., Matusiewicz P. Stability of a lamellar structure – Effect of the true interlamellar spacing on the durability of a pearlite colony // Arch. Metall. Mater. 2015. Vol. 60. P. 2499–2504. DOI: 10.1515/amm-2015-0405
9. Свищенко В. В., Иванайский А. А. Влияние исходной структуры на результат сфероидизирующего отжига конструкционной стали // Ползуновский вестник. 2015. № 1. С. 61–63.

10. Huo X. D. et al. Effect of spheroidizing annealing time on microstructure and hardness of GCr15 bearing steel // Advanced Materials Research. 2012. Vol. 581. P. 928–931. DOI: 10.4028/www.scientific.net/AMR.581-582.928
11. Zhao X.-Yu, Zhao X.-M., Dong C., Yang Y., Han H. Effect of prior microstructures on cementite dissolution behavior during subcritical annealing of high carbon steels // Metals and Materials International. 2022. Vol. 28, Iss. 6. P. 1315–1327. DOI: 10.1007/s12540-021-00983-y
12. Савченко С. А., Ковалева И. А., Гузова И. А., Сычков А. Б. Влияние исходной структуры бунтового проката из подшипниковой марки стали на равномерность получения структуры после сфероидизирующего отжига // Черная металлургия. Бюллетень научно-технической и экономической информации. 2023. Т. 79. № 3. С. 251–260. DOI: 10.32339/0135-5910-2023-3-251-260
13. Савченко С. А., Ковалева И. А., Гузова И. А., Сычков А. Б. Влияние структуры бунтового проката из подшипниковой стали на его структуру и поверхностное обезуглероживание после сфероидизирующего отжига // Технологии металлургии, машиностроения и материалообработки. 2022. № 21. С. 133–144.
14. Путеев В. С., Савченко С. А., Панковец И. А., Возная В. И., Астапенко И. В. Совершенствование технологического процесса производства подшипниковых марок стали на стане 370/150 // Литье и металлургия. 2021. № 3. С. 65–73. DOI: 10.21122/1683-6065-2021-3-65-73
15. Панковец И. А., Савченко С. А., Возная В. И. и др. Исследование факторов, способствующих снижению карбидной неоднородности в подшипниковых марках стали // Черная металлургия. Бюллетень научно-технической и экономической информации. 2021. Т. 77. № 7. С. 804–810. DOI: 10.32339/0135-5910-2021-7-804-810
16. ГОСТ 801–2022. Прокат из подшипниковой стали. Технические условия. — Введ. 01.08.2023.
17. Huang Z. Y., Du L. X., Li M. Z. et al. Study on rolling and hot delivery spheroidizing annealing of GCr15 bearing steel // J. of Mater. Eng. and Perform. 2023. Vol. 32. P. 7779–7784. DOI: 10.1007/s11665-022-07656-w
18. Li Z. X., Li C. S., Ren J. Y. et al. Design of online spheroidization process for 1.0C-1.5Cr bearing steel and microstructure analysis // Metall. Mater. Trans. A. 2018. Vol. 49. P. 1782–1794. DOI: 10.1007/s11661-018-4511-9
19. Li Z. X., Li C. S., Zhang J. et al. Effects of annealing on carbides size and distribution and cold formability of 1.0C-1.5Cr bearing steel // Metall. Mater. Trans. A. 2015. Vol. 46. P. 3220–3231. DOI: 10.1007/s11661-015-2904-6
20. Смирнов М. А., Счастливцев В. М., Журавлев Л. Г. Основы термической обработки стали. — М. : Наука и технологии, 2002. — 519 с.
21. Яценко Ю. В., Емченко B. C., Peyc B. A., Лихов В. К. Качество катанки подшипниковой стали после двухстадийного охлаждения // Сталь. 1985. № 6. С. 62–63