SE447966B - Sammansatt mantel for en varmvalsningsvals - Google Patents

Description

15 20 25 30 35 447 966 2 även de påkänningar, vilka uppkommer genom belastningarna under valsningsoperationen.

Hylsans inre och yttre delar måste ha egenskaper, som står i konflikt med varandra, dvs nötningsmotstånds- förmåga erfordras hos det arbetande skiktet och seghet erfordras hos det inre skiktet. Följaktligen har man i stor omfattning använt sammansatta eller laminerade mantelhylsor, t ex såsom visas i fig 2. Den sammansatta mantelhylsan omfattar två skikt av olika material, vilka användes som arbetande skikt och inre skikt och vilka sammansmältes.

På grund av de sofistikerade egenskaper, som på senare år erfordras hos valsade produkter, har man konsta- terat att den sammansatta mantelhylsan, även om den avändes, fortfarande inte kan ge tillfredsställande prestanda och livslängd åt valsen vid valsning av H-pro- filstål med långa flänsar, där den livbildande delen av det arbetande skiktet hos mantelhylsan och de fläns- ändbildande delarna av samma arbetande skikt måste ha olika egenskaper.

Mera speciellt har materialets 3 värme en benägen- het att koncentreras till den livbildande delen 6. De delar, som betecknats A, är speciellt påverkade av vär- me från både livet och flänsen, vilket medför problemet att dessa delar har benägenhet till fastklibbning mot materialet. De flänsbildande delarna 7 hos mantelhylsan 5 har emellertid låg periferihastighet 1 jämförelse med det för valsning utsatta materialets löphastighet och kommer därför att nöta mot och stå i glidberöring med materialets 3 flänsdelar, vilka har relativt låg temperatur på grund av värmestràlning. Eftersom flänsde- larna är hårdare vid en lägre temperatur, kommer hylsans 5 delar 7 att vara underkastade problemet, att en avse- värd nötning uppstår särskilt inom de delar, som mar- kerats B och som befinner sig ca 20-40 mm från fläns- ändarna. Öl di) 10 15 20 25 30 35 447 966 3 När klibbningsmotståndet hos hylsans arbetande skikt förbättras för att man skall slippa fastklibb- ning av.materialet inom delarna A, får hylsans mate- rial inte tillräcklig nötningsmotstàndsförmåga inom delarna B, medan man, när nötningsmotstàndsförmågan hos hylsans arbetande skikt förbättras för att man skall slippa nötningen inom delarna B, uppstår benägenhet för att materialet skall klibba vid delarna A. Proble- met med de hittills utnyttjade mantelhylsorna är så- lunda, att de måste ha egenskaper, som står i konflikt med varandra, och man känner inte till någon sådan mantel- hylsa, som har tillfredsställande egenskaper både i fråga om motstàndsförmàga mot klibbning inom delarna A och motstàndsförmàga mot nötning inom delarna B.

Föreliggande uppfinning har till ändamål att åstad- komma en sammansatt mantelhylsa, som är avsedd för valsar och som omfattar ett arbetande skikt och ett inre skikt samt som särpräglas av att det arbetande skiktet består av två delskikt, dvs ett första yttre materialskikt med hög motstándsförmàga mot klibbning, och ett andra materialskikt med hög motstàndsförmåga mot nötning, varvid det inre skiktet består av ett material med hög seghet och varvid det första yttre skiktet, det andra yttre skiktet och det inre skiktet är sammansmälta med varandra för att bilda en treskiktsstruktur, varvid materialet i vart och ett av de tre skikten har var sin speciell kemisk komposition, som beskrives mera detaljerat i det följande.

Medan konventionella sammansatta mantelhylsor av den ovan beskrivna typen omfattar två skikt med ett arbetande skikt och ett inre skikt, består det arbetande skiktet i mantelhylsan enligt uppfinningen av två delskikt av olika material, så att hylsan kommer att ha treskikts- struktur för att därigenom kunna ha olika egenskaper efter behov inom olika delar av mantelhylsan.

Enligt föreliggande uppfinning är det första ytter- skiktet, som har hög motstàndsförmâga mot klibbning, 10 15 20 25 30 35 447 966 4 bildat av ett material, som består av adamit med grafit eller segjärn eller adamit, medan det andra ytterskik- tet, som har hög motstándsförmága mot nötning, består av adamit eller en järnlegering med hög kromhalt, samt det inre skiktet, som har hög seghet, består av en gju- ten stàl- eller järnlegering med kulgrafit.

Enligt föreliggande uppfinning kan ett mellanskikt insättas mellan skikten för att ge en fyr- eller fem- skiktig hylsa, när mellanskiktet eller mellanskikten är önskvärda för att med förbättrad effektivitet termiskt förena skikten med varandra.

Uppfinningen skall i det följande närmare belysas under hänvisning till de bifogade ritningarna.

Pig l visar delvis i frontvy och delvis i sektion hur en H-stàlprofilstáng valsas med hjälp av ett universalvalsverk med valsar med mantel- hylsor enligt föreliggande uppfinning.

Fig 2 visar en motsvarande vy och sektion vid valsning av H-stâlprofilmaterial i ett universalvals- verk med konventionella valsar med mantelhyl- sor.

Fig 3 visar en sektion genom ett exempel på en av tre skikt uppbyggd mantelhylsa enligt uppfinning- en. är en sektion genom en av fem skikt uppbyggd mantelhylsa enligt föreliggande uppfinning. 4b och 4c är sektionsvyer genom exempel på ytterli- gare mantelhylsor med fyra skikt enligt upp- finningen. 5 och 6 är sektionsvyer, som åskådliggör framställ- ningen av en treskiktshylsa enligt föreliggande uppfinnig. A visar diagram över hårdhetsfördelningen i ra- diell sektion genom olika utföringsformer av en treskiktsmantelhylsa enligt föreliggande uppfinning.

Fig 4a Fig Fig Fig 7-13 10 15 20 25 30 35 447 966 S är ett diagram över hàrdhetsfördelningen i ra- diell riktning genom ett exempel pà en fyrskikts- mantelhylsa enligt föreliggande uppfinning.

Fig 14 I fig 3 visas en utföringsform av en treskikts- mantelhylsa enligt föreliggande uppfinning.

Exempel på användbara material för framställning av det första ytterskiktet, det andra ytterskiktet och det inre skiktet i denna treskiktshylsa enligt uppfin- ningen beskrives närmare 1 detalj i det följande.

Det första vtterskiktet 20 Det första ytterskiktet, som har hög motstàndsför- måga mot klibbning framställes av ettdera av materialen l) adamit med grafit, 2) segjärn och 3) adamit. Dessa material kommer i det följande att beskrivas i detalj var för sig. Alla i det följande angivna procentsatser avser viktprocent. l) Adamit med grafit Adamit som innehåller grafit och är användbart för framställning av det första vtterskiktet, innehål- ler 2,0-3,2% C, 0,6-2,5% Si, 0,4-l,5% Mn, 0 0,5-2,0% Cr, varvid Cr 0,l% P, upp till 0,l% S och andra vanligen oundvikliga föroreningar, varvid resten är väsentligen Fe. Förutom de ovannämnda komponenterna kan en eller minst två av Ti, Al och Zr i en sammanlagd mängd av upp till 0,l% ingå i adamiten med grafit.

De ovan angivna haltgränserna för de kemiska kom ponenterna har följande orsaker: C: 2,0~3,2% Minst 2,0% inblandas i materialet huvudsakligen för att ge motståndsförmåga mot klibbning. Om mindre än 2,0% C utnyttjades, skulle cementit och grafit vara närvarande i lägre mängder, vilket skulle resultera i minskad motstàndsförmàga mot klibbning. Om mer än 3,2% C är närvarande, kommer ökade mängder av cementit och grafit att ge ett problem i fråga om motstàndsför- màgan mot sprickbildning. 10 15 20 25 30 35 447 966 Si: 0,6-2,5% Si kristalliserar grafit och ger grundmassan förbätt- rad motstàndsförmàga mot klibbning. Om mindre än 0,6% Si skulle vara närvarande, kommer den grafit, som erford- ras för att förbättra motståndsförmågan mot klibbning, inte att utkristalliseras, vilket ger grundmassan en försämrad motstàndsförmàga mot klibbning. När Si-halten överstiger 2,5%, erhålles en försprödning av grundmassan.

Mn: 0,4-l,5% Mn minskar av svavel orsakade felaktigheter, bidrager till ökning av hårdhet och nötningsmotstàndsförmàga.

Användningen av mindre än 0,4% Mn har visat sig vara otillräcklig, varemot mängder över l,5% gör materialet sprött. 0 < Ni É 2,5% Ni ger ökad hårdhet åt grundmassan men minskar strukturens stabilitet vid höga temperaturer och resulte- rar i lägre motstàndsförmàga mot nedbrytning av ytan, varför nickelhalten inte bör överstiga 2,5%.

Cr: 0,5-2,0% Och < l,5Si% Cr förbättrar cementitens stabilitet och grundmas# sans motstàndsförmàga mot nötning. vid lägre än 0,5% Cr kommer mängden çementit att bli mindre och nötnings- motstàndsförmàgan otillräcklig. Om Cr-halten emeller- tid överstiger 2,0%, kommer grafiten inte att kristalli- seras, vilket ger lägre motstándsförmåga mot klibbning.

För att tillåta stabil kristallisation av grafit trots en ökad Cr-halt, mäste Cr-halten uppfylla villkoret Cr ten.

Mo: 0,2-2,0% Mo, som ger grundmassan ökad hårdhet, utnyttjas inte fullt effektivt, om Mo ingår i en mängd av mindre än 0,2%. När mer än 2,0% Mo är närvarande, kommer en motsvarande ökning av effekten inte att uppstå, varför mer än 2,0% Mo är ekonomiskt ofördelaktigt. 10 15 20 25 30 35 447 966 7 Ti, Ål och Zr var för sig eller i kombination i en mängd upp till O,l% sammanlagt. Även om materialet har benägenhet att bli poröst vid gjutning, kommer en eller minst två av Ti, Al och Zr, om de inblandas i materialet, att ge ett sprick- fritt gjutgods, som är fritt från porer och håligheter.

Eftersom dessa material samtliga är desoxidationsmedel, kommer ett överskott, om sådant användes, av ett sådant element att orsaka överdriven oxidation, vilket hämmar materialflytningen i smält tillstånd. Följaktligen har halterna av dessa element begränsats till sammanlagt högst 0,l%.

P: upp till 0,l% 'Fosfor ökar smältans flytförmåga och ger motstånds- förmàga mot nötning och klibbning men försprödar materia- let. Fosforhalten bör därför vara upp till 0,l%.

S: upp till 0,l% Liksom fosfor försprödar svavel materialet och har föliakligen begränsats till 0,l% som högsta mängd.

Ympning är effektiv för att göra strukturen finare och för att befrämja grafitutskiljning. Följaktligen kan materialet bibringas en finare struktur med grafiten likformigt fördelad, om ympning företages. För detta ändamål är det lämpligt att vmpa materialet med 0,05-l,0% Si, eftersom ympningseffekten, om Si-mängden är under 0,05%, inte kommer att uppnås, varemot man inte erhåller någon motsvarande ökning av ympningseffekten vid ökning av Si-halten över l,0%. Exempel på lämpliga ympningsme- del är CaSi och FeSi. När ympningen utföres på så sätt, justeras den sammanlagda Si-halten i materialet till området O,§-2,5%. mikrostruktur omfattar de tre faserna det ovan angivna Materialets cementit, grafit och grundmassa. Visserligen är cementi- att ge motståndsförmàga mot nötning och klibbning, men cementiten försämrar sprickmotstånds- förmågan, om cementiten är närvarande i alltför hög mängd. Grafit ger motståndsförmåga mot klibbning men ten effektiv för 10 15 20 25 30 35 447 966 8 minskar nötningsmotstândsförmàgan, om grafiten är när- vrande i alltför hög mängd. När martensit bildas i grund- massan, kommer strukturen att visa lägre stabilitet vid höga temperaturer och kan man pàräkna med problem under användningen, varför grundmassan företrädesvis bringas ha en perlitisk eller bainitisk struktur. 2) Segjärn Segjärn eller gjutjärn med kulgrafit är användbart för det första ytterskiktet och innehåller 2,8-3,8% C, 1,2-3,0% Si, 0,2-l,0% Mn, 0 0,2-2,0% Mo, 0,02-0,l% Mg, upp till 0,l% P, upp till 0,04% S och andra vanligen oundvikliga föroreningar, varvid resten är väsentligen Fe. Förutom de ovannämnda komponenterna kan sällsynta jordartselement inblandas i materialet i en sammanlagd mängd av högst 0,05%, när så önskas.

Skälen till de angivna haltgränserna för de olika beståndsdelarna är följandle: C: 2,8-3,8% När materialet innehåller under 2,8% C, uppstår mycket lätt kokillhärdning, vilket ger svårigheter vid kristallisation av grafit, som är mycket effektiv för _ att ge motstàndsförmåga mot klibbning och mot sprickbild- ning. När mer än 3,8% C är närvarande, kommer en överdri- ven grafitutskiljning å andra sidan att ske, vilket ger upphov till problem i fråga om styrkan.

Si: l|2-3|o% Si tjänar huvudsakligen till att reglera grafit- utskiljningen. När mängden Si är mindre än l,2%, uppstår kokillhärdning, vilket märkbart minskar mängden utskild grafit, som är mycket effektiv för att ge motståndsför- måga mot klibbning och sprickbildning. Om Si-halten är över 3,0%, kommer överdriven grafitbildning att ske, och Si, som ingår i ferriten 1 form av en fast lösning, försprödar materialet.

MN: 0,2-l,0% Mn förenas med S för att eliminera svavlets skad- 10 15 20 25 30 35 447 966 9 liga verkan och kommer samtidigt att ge en förbättrad hårdhet och en ökning av nötningsmotståndsförmågan.

Dessa effekter kommer inte att erhållas i tillräcklig utsträckning, om Mn-halten är under 0,2%, varemot mate- rialet blir sprött, om Mn-halten är över l,0%. 0 Även om Ni är värdefull för att öka grundmassans hårdhet, har Ni benägenhet att minska strukturens sta- bilitet vid höga temperaturer och att försämra motstånds- förmågan mot ytförsämring. Följaktligen bör materialet inte innehålla mer än 3,0% Ni.

Cr: 0,1-l,0% Cr inblandas i materialet huvudsakligen för att förstärka cementiten och för att reglera mängden cemen- tit. Vid lägre än 0,l% Cr kommer en minskad mängd cemen- tit att erhållas, samtidigt som cementiten inte kommer att förstärkas effektivt. När Cr-mängden är över l,0%, kommer en överdriven mängd cementit emellertid att bildas, vilket minskar den mängd grafit, som är användbar för att minska motståndsförmågan mot klflabning.

Mo: 0,2-2,0% Visserligen har Mo verkan att ge grundmassan högre hårdhet, men denna effekt kommer inte att erhållas i tillräcklig utsträckning, om Mo-halten är under 0,2%.

Om Mo-halten överstiger 2,0%, kommer ovanstående effekt att utjämnas, vilket är ofördelaktigt med hänsyn till ekonomin. Kokillhärdning kan i så fall uppstå i märkbar utsträckning.

Mg: 0,02-0,l% Mg användes för att åstadkomma sfäroidal utskiljning av grafiten, och Mg är inte effektiv, när den ingår i mindre mängder än 0,02%, varemot mängder över O,l% är ofördelaktiga eftersom Mg befrämjar kokillhärdning och ger slagg och defekter i gjutgodset.

Sällsynta jordartselement: upp till 0,05% Förutom de ovannämnda komponenterna kan upp till 0,05% sällsynta jordartselement, när så önskas, inblandas Ön 10 15 20 25 30 35 447 966 10 i segjärnet för att bilda det första ytterskiktet. När sällsynta jordartselement utnyttjas i en kombinerad mängd upp till 0,05%, är dessa element effektiva för att ge sfäroidal eller kulformig grafit.

P: upp till 0,l% Även om P är effektivt för att öka materialets flytförmåga.i smält tillstånd och för att ge motstånds- förmâga mot nötning och klibbning, försprödar fosforen materialet och bör därför begränsas till 0,l% maximalt.

S: upp till 0,04% S hämmar utskiljning av grafiten i kulform och bör därför vara högst 0,04%.

Liksom i fråga om adamit med grafit, såsom redan beskrivits, kan ympning utnyttjas för att göra strukturen finare och för att befrämja grafitutskiljningen._Före- liggande material kan också bibringas finare struktur med grafit likformigt fördelad genom ympning. Det är lämpligt att ympa materialet med 0,05-l,0% Si. Exempel på lämpliga ympningsmedel är CaSi och FeSi. Ifràgavaran- de komponenter tillsättes i sådan reglerad mängd, att materialet i ympad version innehåller 1,2-3,0% Si.

Mikrostrukturen hos föreliggande material omfattar de tre faserna cementit, grafit och grundmassa. Visserli- gen är cementit effektivt för att ge motståndsförmåga mot nötning och klibbning, men cementiten försämrar motstândsförmágan mot sprickor, om cementiten ingår i alltför hög mängd. Grafit bidrager till motståndsför- måga mot klibbning men resulterar i en minskad nötnings- motståndsförmåga, om grafiten ingår i överdriven mängd.

När martensit bildas i grundmassan, uppvisar strukturen lägre stabilitet vid höga temperaturer och måste man påräkna problem under användningen, varför grundmassans komposition företrädesvis regleras för att få perlitisk eller bainitisk (företrädesvis perlitisk) struktur. 3) Adamit Adamitmaterial har vanligtvis god motstàndsförmåga mot sprickbildning och hög seghet och motståndsförmàga 10 15 20 25 30 35 447 966 ll mot nötning men uppvisar en tendens till att ha mindre motstàndsförmåga mot klibbning. Motstàndsförmågan mot klibbning kan emellertid förbättras genom ökning av mängden fri cementit och också genom lämplig justering av komponenternas proportioner, särskilt genom en minsk- ning av Ni-halten.

Adamit, som är användbar för att bilda det första ytterskiktet, innehåller 2,2-3,0% C, 0,2-l,5% Si, 0,4-l,5% Mn, 0 Mo, upp till 0,l% P, upp till 0,l% S och andra vanligen oundvikliga föroreningar.

Förutom de ovannämnda komponenterna kan en eller minst två av Ti, Al och Zr i en sammanlagd mängd av upp till 0,l% och/eller endera eller bádadera av upp till l,0% Nb och upp till l,0% V inkorporeras i adami- ten, när så önskas.

Skälen till att de kemiska komponenterna begränsas till de ovan angivna halterna är följande: C: 2,2-3,0% C bestämmer mängden fri cementit, som är effektiv för att ge förbättrad motståndsförmåga mot klibbning.

När mindre än 2,2% C är närvarande, är mängden karbider mindre och erhålles inte någon effektiv förbättring av motståndsförmàgan mot klibbning, varemot C-halten, när den överstiger 3,0%, kraftigt försämrar segheten och motståndsförmàgan mot sprickbildning.

Si: 0,2-l,5% Si tjänstgör som ett desoxidationsmedel och bidrager med förbättrad motständsförmåga mot klibbning men försprö- dar materialet. När mindre än 0,2% Si är närvarande, har materialet benägenhet att få defekter till följd av gaser, även om centrifugalgjutning skulle utnyttjas, och dess- utom uppvisar materialet försämrad motstàndsförmàga mot klflobning. När Si är närvarande 1 en mängd över l,5%, ger Si problem i fråga om sprickmotstàndsförmàga.

Mn: 0,4-l,5% Mn eliminerar de skadliga effekterna av S och tjänar 10 15 20 25 30 35 447 966 12 till att ge förbättrad hårdhet och högre motstândsförmága mot nötning. Om Mn ingår i en mindre mängd än 0,4%, är Mn inte effektivt, varemot mängder över l,5% resulte- rar i ett sprött material. o Ni ökar grundmassans hårdhet men försämrar struktu- rens stabilitet vid höga temperaturer, minskar motstånds- förmàgan mot ytförsämring och resulterar också 1 lägre motståndsförmàga mot klibbning. När Ni-halten översti- ger 2,5%, blir dessa nackdelar betonade med det resul- tatet, att det första ytterskiktet inte kan tjänstgöra för avsett ändamål. Ni-halten måste därför vara högst 2,s%.

Cr: 0,5-4,0% och ä l,5Si% Cr är effektivt för att förstärka cementiten och för att ge grundmassan förbättrad nötningsmotstàndsför- måga. Vid en halt under 0,5% ger Cr inte tillräckliga effekter, medan ett överskott av Cr gör det möjligt för cementiten att lätt utskiljas i form av ett nät för att minska segheten i materialet. Följaktligen skall Cr-halten vara upp till 4,0%. För att uppnå en cemen- titstruktur enbart som åsyftas utan kristallisation av grafit även när Cr användes i en relativt liten mängd, måste Cr-halten uppfylla sambandet Cršl,5Si% just med hänsyn till sin relation till Si-halten.

Mo: 0,2-2,0% Visserligen verkar Mo för att ge grundmassan förbätt- rad hårdhet och förbättrad nötningsbeständighet, men effekten av Mo är otillräcklig, om Mo-mängden är under 0,2%. Även om Mo-halten är över 2,0%, skulle en motsva- rande högre effekt inte erhàllas, vilket sålunda är ofördelaktigt ur ekonomisk synvinkel.

Användningen av Ti, Al och Zr ensamma eller i kombina- tion i en mängd upp till 0,l% sammanlagt Även om materialet har benägenhet att bli poröst vid gjutning, kan en eller minst två av Ti, Al och Zr, om de inblandas, ge ett sprickfritt gjutgods, som är fritt 10 15 20 25 30 35 447 966 13 från porer och hàlrum. Eftersom dessa element samtli- ga tjänstgör som desoxidationsmedel, kommer ett överskott av ett sådant element, om det användes, att orsaka över- driven oxidation och en försämring av materialets flyt- förmàga i smält tillstånd. Följaktligen har dessa element begränsats till en sammanlagd halt av upp till 0,l%.

Nb och V: upp till l,0% vardera När så önskas, kan endera eller bàdadera av Nb och V inblandas 1 materialet. Nb är effektivt för att göra gjutgodsets struktur finare och för att ge för- bättrad motståndsförmàga mot sprickbildning. Dessa effek- ter är påtagliga, när elementet användes i en mängd upp till l,0%. Mängder över 1,05 kommer inte att ge någon matsvarignet därtill "ökad effekt. v användes för samma ändamål som Nb. Mängder upp till l,0% V ger till- räckliga effekter.

P: upp till 0,l% P ökar materialets flytförmàga och ger motstàndsför- måga mot nötning och klibbning men försprödar materia- let, varför P-halten bör vara upp till 0,l%.

S: upp till 0,l% Liksom fosfor försprödar svavelmaterialet. Följakt- ligen bör S-halten vara upp till O,l%.

Mikrostrukturen hos materialet omfattar de två faserna cementit och grundmassa. Med hänsyn till motstånds- förmågan mot klibbning är det önskvärt, att grundmassan består huvudsakligen av perlit (med bainit eller marten- sit i minimal utsträckning).

Den livbildande delen sträcker sig i ett omrâde av ca 10-50 mm från den övre ytan hos det första ytter- skiktet, medan de flänsbildande delarna vanligen ligger pà ett djup av ca 100 mm frán det första ytterskiktets övre yta, varför det första ytterskiktet har en tjocklek av ca 20-80 mm. Gjutgodset för att bilda det första ytterskiktet är 30-130 mm tjockt, eftersom man härigenom kan tillåta avlägsnande av ytterskiktsmaterial och efter- som man också måste möjliggöra föreningen av detta skikt 10 15 20 25 30 35 447 966 14 med det andra ytterskiktet genom smältning.

Andra vtterskiktet 22 Det andra ytterskiktet har hög nötningsmotstànds- förmåga och består av 1) adamit eller 2) järn med hög kromhalt. Dessa material skall i det följande beskrivas var för sig och i detalj. De angivna procentsatserna avser viktprocent. 1) Adamit Den adamit, som användes för det andra ytterskiktet, innehåller 1,8-3,0% C, 0,2-l,5% Si, 0,4-l,5% Mn, 0,5-3,5% Ni, 0,5-6,0% Cr, 0,5-2,5% Mo, upp till 0,l% P, upp till 0,l% S och andra vanligen oundvikliga föroreningar, varvid resten är väsentligen Fe.

Förutom de ovannämnda komponenterna kan en av eller minst två av Ti, Al och zr i en sammanlagd mängd av upp till 0,l% och/eller endera eller bâdadera av upp till 0,l% Nb och upp till l,0% V inblandas i adami- ten, när så önskas.

Skälen till begränsningarna av de kemiska komponen- ternae halter är följande: C: l,8f3,0% - Minst l,8% C inblandas i materialet huvudsakligen för att ge motstàndsförmàga mot nötning. Vid lägre än l,8% C, kommer cementiten att vara närvarande i lägre mängd, vilket resulterar i en försämrad motstándsförmåga mot nötning. Om mer än 3,0% C är närvarande, kommer materialet emellertid att vara sprött och kan inte använ- das för avsett ändamål.

Si: 0,2-1,52 Si användes i materialet för att huvudsakligen åstadkomma desoxidation. Vid lägre än 0,2% Si blir effek- ten inte tillräcklig, varemot halter över l,5% leder till en försprödning av materialet.

Mn: 0,4-l,5% ' Mn eliminerar de skadliga effekterna av S och tjänar till att förbättra hârdheten och ge högre motstàndsför- måga mot nötning. Om Mn är närvarande i en mängd under Ön 10 15 20 25 30 35 447 966 15 0,4%, är Mn-tillsättningen ineffektiv, varemot mängder över l,5% gör materialet sprött.

Ni: 0,5~3,5% För att förbättra grundmassans hårdhet och förbätt- ra nötningsmotstándsförmågan användes minst 0,5% Ni.

Om Ni-halten är överdriven, erhålles en alstring av termiskt instabil martensit, vilket medför en minskad motstàndsförmàga mot ytförsämring. Den övre gränsen för Ni-halten är därför 3,5%.

Cr: 0,5-6,0% Cr stabiliserar cementit, ökar cementitens volym i materialet och hàrdgör och förstärker cementiten, vilket ger förbättrad motstàndsförmåga mot nötning.

Cr-halten ger inte tillräckliga effekter,_om den är under 0,5% och försprödar materialet, om den är över 6,0%.

Mo: 0,5-2,5% Mo, som ökar grundmassans hårdhet, måste inga i materialet för det andra ytterskiktet i en mängd av minst 0,5%. Om Mo-halten ökas till över 2,5%, erhålles inte någon motsvarande ökning av effekten, vilket är ofördelaktigt av ekonomiska skäl.

Ti, Al och Zr ensamma eller gemensamt i en mängd av sammanlagt upp till 0,l% _ När ett eller minst två av dessa element inblandas, kan materialet vid gjutningen bibringas frihet fràn porer och håligheter, varför materialet fungerar på mera tillfredsställande sätt. Eftersom dessa element samtliga är desoxidationsmedel, kommer ett överskott av ett sådant element, om det skulle användas, att orsaka en överdriven oxidation, vilket hämmar materialets flyt- ning i smält tillstànd. Följaktligen har den sammanlagda halten av dessa element begränsats till upp till 0,l%.

Nb och V: upp till l,0% vardera När så önskas, kan endera eller bàdadera av Nb och V inblandas i materialet. Nb är effektivt för att göra gjutstrukturen finare och för att förbättra mot- lO 15 20 25 30 35 447 966 16 stándsförmàgan mot nötning. För detta ändamål har Nb visat sig vara fullt effektivt, när det användes i en mängd upp till l,0%. V, som användes för samma ändmål som Nb, ger en tillräcklig effekt, när det är närvaran- de i mängder upp till l,0%. När Nb eller V ingår i en mängd över l,0%, kommer en ökad mängd vanadin- eller niobkarbid att erhållas, vilket gör materialet sprött.

P: upp till 0,l% P ökar smältans flytförmàga och ger motståndsförmåga mot nötning och mot klibbning men försprödar materialet, varför P-halten bör vara upp till 0,l%.

S: upp till 0,l% Liksom P ger S en försprödning av materialet och bör därför inte användas i mängder över 0,l%. _ Materialets míkrostruktur omfattar de båda faserna cementit och grundmassa. Grundmassan omfattar vanligt- vis perlit. I beroende av hur stor nötningsmotstånds- förmåga som erfordras, kan bainit eller martensit i viss mån ingå i materialet. 2) Järn med hög kromhalt Järn med hög kromhalt användes för att bilda det andra ytterskiktet och innehåller härvid 2,0-3,2% C, o,3-l,s% si, o,4-1,ss nn, o,s-3,s% Ni, s,o-2s,o% cr, 0,5-2,5% Mo, upp till 0,12; P, upp till o,l% s och andra vanligen oundvikliga föroreningar, varvid resten är väsentligen Fe.

Förutom de ovannämnda komponenterna kan en eller minst två av Ti, Al och Zr 1 en sammanlagd mängd av upp till 0,l% och/eller endera eller bàdadera av upp till l,0% Nb och upp till l,0% V inblandas i järnet med hög kromhalt, om så önskas. c= 2,0-3,2% ' C måste stå i balans med Cr 1 det område, 1 vilket karbider av typen (FeCr)7C3 kan stabiliseras. vid mindre än 2,0% C kommer mängden karbid att bli mindre, varigef nom karbiden inte ger den önskade motstàndsförmågan mot nötning. När C-halten är över 3,2%, kommer en över- 10 15 20 25 30 35 447 966 17 driven mängd karbid att bildas, vilket ger problem i fråga om seghet.

Si: 0,3-l,5% Si, som användes huvudsakligen för desoxidation, är inte särskilt effektivt i en mängd under 0,3%. Om Si-mängden är över l,5%, kommer den Si, som ingår i ferriten i form av en fast lösning, att förspröda ma- terialet.

Mn: 0,4-l,5% Mn, som användes för att befrämja desoxidation och hämma den skadliga effekten av S, är inte särskilt effektiv, om den användes i mängder under 0,4%, varemot mängder över l,5%, resulterar i minskad seghet.

Ni: 0,5-3,5% Ni verkar för att öka härabarheten och hàraheten hos grundmassan. För att säkerställa förbättrad nöt- ningsmotstàndsförmàga bör Ni-halten vara minst O,5%, varemot Ni, om den överstiger 3,5%, försämrar grundmassans stabilitet vid höga temperaturer, vilket minskar ytans motstándsförmàgan mot försämring.

Cr: 8,0-25,0% Cr bildar karbider och förbättrar grundmassans härdbarhet. När Cr-halten är under 8,0%, kommer ökade mängder av karbider av typen MáC att bildas i stället för likformigt fördelade fina karbider, vilket leder till minskad seghet. När Cr-halten är över 25,0%, kommer ökade mängder av karbider av typen M23C6 att bildas, vilket ger otillräcklig motstàndsförmàga mot nötning.

Mo: 0,5-2,5% Mo förbättrar grundmassans härdbarhet och ger förbätt- rad stabilitet vid höga temperaturer. När Mo-halten 'är under 0,5%, kommer sådana effekter inte att erhållas i tillräcklig utsträckning, varemot effekterna även om Mo-halten är över 2,5%, kommer att plana ut.

Ti, Al och Zr ensamma eller i samband med varandra i en mängd upp till O,l% sammanlagt När ett eller minst tvà av dessa element inblandas i materialet, kan materialet gjutas fritt från porer 10 15 20 25 30 35 447 966 18 och håligheter, vilket ger ett gjutstycke med bättre och mera felfri kvalitet. Eftersom dessa element samtliga är starka desoxidationsmedel, kommer ett överskott av ett sådant element, om det skulle användas, att orsaka överdriven oxidation, vilket ger försämring av materia- lets flytförmåga i smält tillstånd. Följaktligen begränsas elementen till en sammanlagd halt av upp till 0,l%.

Nb och V: upp till l,0% vardera När så önskas, kan endera eller bådadera av Nb och V inblandas i materialet. Nb är effektivt för att bilda en fin gjutstruktur och befrämjar utskiljningshärd- ning för att ge förbättrad nötningsmotstàndsförmàga.

Dessa effekter kan också uppnås tillfredsställande, om Nb användes i en mängd av upp till l,0%. V, som har samma ändamål som Nb, kan på motsvarande sätt ingå i en mängd upp till l,0%. När mer än l,0% V är närvarande, kommer den ökade mängden karbider att resultera i en försprödning av materialet. I P: upp till 0,l% P ökar materialets flytförmåga och ger motstàndsför- måga mot nötning och klibbning men försprödar materialet, varför P-halten bör vara upp till 0,l%.

S: upp till 0,l% S ger liksom P en försprödning av materialet och bör därför inte överskrida 0,l%.

Mikrostrukturen hos materialet omfattar karbider, som är huvudsakligen av typen (FeCr)7C3. I beroende av de egenskaper (nötningsmotstándsförmåga), som erford- ras hos grundmassan, kan grundmassan vara perlit eller bainit eller martensit med det ovan nämnda kompositionsom- rådet. Restaustenit kan delvis vara närvarande i grund- massan. I Tjockleken hos det arbetande skiktet hos valsmantel- hylsan enligt uppfinningen är vanligtvis 100-250 mm, även om den inbegriper flänsvidden. Bortsett från tjock- leken hos det första ytterskiktet (20-80 mm) är tjockle- ken hos det andra ytterskiktet zo-zsomm. 10 l5 20 25 30 35 447 966 19 Med hänsyn till sammansmältningsskikten (och deras kemiska blandkomposition) måste det andra ytterskiktet gjutas med en tjocklek av 30-240 mm.

Innerskiktet 24 När mantelhylsan monterats i en hylsvals på det i fig l visade sättet för att användas, kommer sprickor, som skulle kunna utvecklas från insidan, att ge de allvar- ligaste problemen. Av detta skäl finns ett behov av ett innerskikt av segt material. Det finns två material, som uppfyller detta krav, dvs l) gjutstàl med kulformig grafit och 2) segjärn, varvid ettdera av dessa material användes. Dessa material kommer i det följande att be- skrivas var för sig och i närmare detalj. Angivna halter avser viktprocent. I l) Qjutstàl med kulgrafit Gjutstàl, som har kulgrafit eller sfäroidal grafit och kan användas för att bilda innerskiktet, innehåller l,0-2,0% C, 0,6-3,0% Si, 0,2-l,0% Mn, 0,1-2,0% Ni, 0,1-3,0% Cr, 0,1-l,0% Mo, upp till 0,l% P, upp till 0,l% S och andra vanligtvis oundvikliga föroreningar, varvid resten är väsentligen Fe. Förutom de_ovannämnda komponenterna kan en eller minst två av Ti, Al och Zr inblandas i det gjutna stålet i en sammanlagd mängd av upp till 0,l%, om så önskas. ü Skälen till begränsningarna av de kemiska komponen- ternas mängder är följande.

C: 1,0-2,02 C ingår i grundmassan i form av en fast lösning och uppträder som grafit (eller delvis blir fri cementit).

När C-halten är under l,0%, behöver materialet högre temperatur för smältning och gjutning, vilket ger upphov till högre kostnader, medan C-halter över 2,0% ger san- nolikhet för att grafiten inte skall bli kulformig, vilket i sin tur leder till minskad seghet.

Si: 0,6-3,0% Si står i nära samband med grafitens kristallisation.

Vid lägre än 0,6% Si har kiseln avsevärda svårigheter att bringa grafiten att kristallisera, varemot en Si-halt 10 15 20 25 30 35 447 966 É 20 över 3,0% gör kiseln i grundmassan får formen av en fast lösning, vilket ger en markerad tendens till försäm- ring av materialets seghet.

Mn: 0,2-l,0% Mn förenas med S för att effektivt eliminera-svav- lets skadliga verkan. Mn kan inte ge denna effekt) när den är närvarande i mängder under 0,2%, medan materia- let Ni får lägre seghet, när mer än l,0% Mn ingår. 0,1-2,0% Ni hämmar omvandlingen av materialet och är effek- tivt för att förbättra materialets seghet. Denna effekt är otillräcklig, när Ni-halten är under O,l%, medan Ni-halten inte behöver överstiga 2,0%.

Cr: 0,1-3,0% Cr är effektivt för att ge seghet och att stabili- sera cementiten. Cr-halten bör vara minst 0,l% för att säkerställa segheten. Ett överskott av Cr resulterar emellertid i kokillhärdning och sprödhet. Företrädes- vis är Cr-halten lägre, eftersom Cr-halten i innerskik- tet blir blandad med Cr-halten i det andra ytterskik- tet, vilket resulterar i en högre halt. Den övre gränsen är 3,0% för att tillåta kristallisation av grafit.

Mo: 0,1-l,0% Liksom Ni är Mo ett viktigt element för att säker- ställa seghet. Mo ger inte denna effekt, om Mo ingår i en mängd under 0,l%, men Mo-mängder över l,0% gör materialet hårdare och sprött.

Ti, Al och Zr ensamma eller tillsammans i en mängd upp till 0,l% sammanlagt När ett eller minst tvâ av dessa element inblandas i materialet, kan materialet gjutas fritt från porer och håligheter, vilket ger ett gjutgods med bättre kva- litet. Eftersom dessa element samtliga är starka desoxi- dationsmedel, kommer ett överskott, om sådant användes, av ett sådant element att ge överdriven oxidation, vil- ket hämmar materialets flytning i smält tillstånd. Följ- aktligen har elementet begränsats till en sammanlagd lO 15 20 25 30 35 447 966 21 mängd upp till 0,l%.

P: upp till 0,l% Fosfor ökar materialets flytförmåga i smält tillstånd men försprödar materialet, varför halten får vara högst 0,l%.

S: upp till 0,l% Liksom fosfor försprödar svavel materialet, och följaktligen är svavelhalten högst 0,l%.

Det är känt, att ympning år allmänt värdefull för att befrämja grafitutskiljning. Segheten hos materialet kan förbättras effektivt genom ympning med 0,1-1%, beräk- nat som Si, av ett sådant medel som CaSi, FeSi eller liknande, varvid detta material sättes till materia- let omedelaart före gjutningen. Ympningen kommer inte att vara effektiv, om mängden är under 0,l%, men mängden behöver inte överstiga l,0%. Ympningen är särskilt effek- tiv vid högre Cr-halter. Det sålunda ympade materialet bringas innehålla 0,6-3,0% Si, såsom redan angivits.

Mikrostrukturen hos föreliggande material omfattar de båda faserna grafit och grundmassa och kan innehålla små mängder fri cementit. Grundmassan består huvudsak- ligen av perlit. Materialet är ett gjutstål med kulgra- fit. 2) Segjärn Segjärn, dvs järn med kulgrafit, är användbart för att bilda innerskiktet och innehåller 2,8-3,8% C, 1,5-3,2% Si, 0,3-l-0% Mn, 0 0,02-0,l% Mg, upp till O,1% P, upp till 0,03% S och andra vanligen oundvikliga föroreningar, varvid resten är väsentligen Fe. törutom de ovannämnda komponenterna kan sällsynta jordartselement inblandas 1 segjärnet i en sammanlagd mängd av upp till 0,05%, när så önskas.

Skälen till begränsningarna av de olika komponen- ternas halter är följande.

C: 2,8-3,8 % vid lägre än 2,8% C, underkastas materialet kokill- ä; 10 15 20 25 30 35 447 966 i 22 härdning och uppvisar minskad seghet, medan halter över 3,8% ger överdriven grafitutskiljning, vilket ger otill- räcklig styrka.

Si: 1,5-3,2% Medan Si användes huvudsakligen för att reglera grafitutskiljningen, kommer otillräcklig grafitutskilj- ning att uppstå, om Si-halten är under l,5%. När Si-hal- ten överstiger 3,2%, kommer överdriven grafitutskilj- ning att ske, och den Si, som ingår i ferriten i form av en fast lösning, försprödar materialet.

Mn: 0,3-1,o% i Mn bindes vanligtvis med S för att eliminera svav- lets skadliga verkan och är därför värdefullt, men om Mn-halten är under 0,3%, erhålles inte någon effekt.

När Mn-halten är över l,0%, blir materialet hårt och sprött. 0 Ni är effektivt för grafitutskiljning och för för- stärkning av grundmassan, men om mängden överstiger 2,0%, planar dessa effekter av, varför den övre gränsen är 2,0% av ekonomiska skäl. 0 Cr, som verkar för att stabilisera cementiten, möjliggör kokillhärdning av materialet och gör mate- rialet sprött, när Cr-halten är över 3,0%. 0 Mo förstärker grundmassan. När mängden är över O,6%, planar denna effekt ut, med en märkbar tendens för att materialet skall bli hårdare. Därav begränsning- en till högst 0,6%.

Mg: 0,02-0,l% Mg användes för att utskilja grafiten som kulgrafit men ger inte denna effekt när Mg-halten är under 0,02%.

Om mer än 0,l% Mg användes uppstår kokillhärdning och uppstår tendens till slaggbildning och defekter i gfiut- stycket. Följaktligen är halter över 0,l% ofördelaktiga. 10 15 20 25 30 35 447 966 23 Sällsynta jordartselement upp till 0,05% Förutom de ovannämnda komponenterna kan sällsynta jordartselement inblandas i det segjärn, som utnyttjas för att bilda det inre skiktet. Sådana element är effek- tiva för att bringa grafiten att utskiljas i kulform, när elementen inblandas i en sammanlagd mängd av upp till 0,05%.

P: upp till 0,l% Fosfor ökar materialets flytförmâga i smält till- stånd men försprödar materialet, och följaktligen är den maximala halten 0,l%.

S: upp till 0,03% Svavelhalten måste vara låg för att säkerställa att grafiten utskiljes som kulgrafit, och därför är den maximala halten 0,03%.

Det är känt, att ympning är allmänt användbar för att befrämja grafitutskiljningen och för att göra struk- turen finare. Segheten hos föreliggande material kan förbättras effektivt genom ympning med upp till l.0%, beräknat som Si av ett ympmedel såsom CaSi, Feši eller liknande omedelbart före gjutning av materialet. Ymp- ningen kommer inte att ge någon ytterligare ökad effekt, om mängden överstiger l,0%. Det sålunda ympade mate- rialet kan bringas innehålla l,É-3,2% Si, såsom redan specificerats.

Mikrostrukturen hos det segjärn, som är användbart som innerskiktet, utgöres av tre faser av sfäroidal grafit, en liten mängd fri cementit och grundmassa.

De ovan angivna materialen användes selektivt för det första ytterskiktet, det andra ytterskiktet och innerskiktet, och de tre skikten av olika material före- nas med varandra genom smältning för att uppnå en samman- satt treskiktshylsa enligt föreliggande uppfinning.

För att säkerställa segheten hos materialet och för att justera eller förbättra hárdheten och nötningsbestän- digheten, utsättes det gjutstycke, som användes för framställning av treskiktshvlsan enligt uppfinningen, 10 15 20 25 30 35 447 966 24 vanligtvis för en värmebehandling vid förhöjd temperatur inom austenitomrádet och för en värmebehandling vid en temperatur upp till eutektikumtransformationstempera- turen för åtföljande anlöpning, isotermisk transformation och avspänningsglödgning.

Treskiktshylsan enligt föreliggande uppfinning framställes enligt det sätt, som beskrives i korthet nedan. Treskiktshylsan kan framställas lätt genom att man utnyttjar ett centrifugalgjutningsförfarande (med användning av en horisontell, en uppàtstående eller en snedställd gjutform). Som framgår av t ex fig S kan man vid förfarandet utnyttja en gjutform, som omfattar en roterande formkomponent 8, vars motstàende ändar är infodrade med sand eller eldfasta stenar 9. Smält material för det första ytterskiktet 20, det andra ytter- skiktet 22 och innerskiktet 24 gjutes i följd in i for- men från en skänk 10, varvid gjutningen sker i lämplig takt, varigenom en hylsa uppnås, i vilken de tre skikten är metallurgiskt förbundna med varandra. Det är också möjligt att gjuta smältan för innerskiktet genom gjut- ning i en stationär form, såsom àskádliggöres i fig 6, varvid smältan gjutes i formen, medan denna är upprätt- stående och varvid de första och andra skikten redan har gjutits i formen. (I detta fall måste kärndelen av det bildade gjutstycket avlägsnas genom spànskärande bearbetning för att bilda ett hàl).

När treskiktshylsan har framställts på detta sätt, kommer det första ytterskiktet, det andra ytterskiktet och innerskiktet att vara metallurgiskt förenade till en sammanhängande kropp genom smältning. Vid gränserna mellan de angränsande skikten kommer oundvikligen att bildas blandskikt av de båda kring gränsskiktet förelig- gande materialen.

I fig l visas en treskiktsmantelhylsa enligt uppfin- ningen, varvid värmen från det valsade materialet kommer att koncentreras till det livbildande partiet 6 på hylsan 5, men denna del av mantelhylsan har inte benägenhet 10 15 20 25 30 35 447 966 25 till klibbning, medan de flänsbildande delarna 7 av hylsan 5 är mindre känsliga för nötning även i glidande beröring med materialets 3 flänsändpartier, som har relativt låg temperatur.

Treskiktsmantelhylsan enligt föreliggande uppfinning har emellertid fortfarande benägenhet att ge problem i fråga om smältningen av angränsande skikt vid gränser- na och penetration av legeringselement för det ena skik- tet till det andra skiktet, när mantelhylsan framstäl- les. För att åstadkomma en mantelhylsa med ännu bättre uppträdande och utan sådana problem, är det föredraget att insätta ett mellanskikt mellan de angränsande skik- ten, när så önskas. När mellanskikt 30, 32 bildas mellan skikten, såsom àskàdliggöres i fig 4a, kommer mantelhyl- san att ha ett maximalt antal av skikt, dvs fem skikt.

Närvaron eller frånvaron av mellanskiktet eller -skikten samt skiktens placering bör bestämmas med hänsyn till totalbedömning inklusive sådana faktorer som ekonomi.

Pig 4b visar som en utföringsform en fyrskiktsmantelhvl- sa, i vilken det andra mellanskiktet 32 är insatt mellan det andra ytterskiktet 22 och innerskiktet 24. Fig 4c visar en utföringsform av en fyrskiktshylsa, i vilken det första mellanskiktet 30 är insatt mellan det första ytterskiktet 20 och det andra ytferskiktet 22.

Vid en mantelhylsa enligt föreliggande uppfinning är det generellt fördelaktigt att anbringa det andra mellanskiktet 32 mellan det andra ytferskiktet 22 och innerskiktet 24.

Speciella exempel pá uppfinningen skall i det följan- de beskrivas. De i tabell l angivna materialen utnyttja- des för det första ytterskiktet, det andra vtterskik- tet och innerskiktet för framställning av treskiktshyls- sor, som har ytterdiametern 1060 mm och som värmebehand- lades enligt vad som anges. De i tabell 2 angivna materia- len utnyttjades för det första ytterskiktet, det andra ytterskiktet, det andra mellanskiktet och innerskiktet för att bilda en fvrskiktshylsa med samma ytterdiameter 10 15 20 25 30 35 447 966 26 som ovan. Vid vart och ett av exemplen mättes hylsans hàrdhetsfördelning i radiell led under utnyttjande av en Shore-hàrdhetsmätare. Fig 7-14 anger mätresultaten.

Hylsorna i exempel 3, S, 7, 9, ll och 13 provades dessutom för fastställande av restspänningar genom att ett mätdon fastsattes på hylsan tangentiellt med varje skikt, varefter hylsan delades radiellt. Mätresultatet bestämdes med utgångspunkt från skillnaden mellan spän- ningsvärdena före och efter delningen. Resultaten anges i tabell 3, i vilken minustecken anger en resttryck- spänning och ett plustecken anger en restdragspänning.

Exempel 1: Adamit med grafit utnyttjades för det första ytterskiktet, adamit för det andra ytterskiktet och gjutstàl med sfäroidal grafit för innerskiktet.

Hárdhetsfördelningen anges i fig 7.

Exempel 2: Adamit med grafit utnyttjades för det första ytterskiktet, adamit för det andra ytterskiktet och segjärn för innerskiktet. Hàrdsfördelningen anges i fig 8.

Exempel 3: Samma som för exempel 2.

Exempel 4: Segjärn utnyttjades för det första ytter- skiktet, adamit för det andra ytterskiktet och segjärn för innerskiktet. Hàrdhetsfördelningen anges i fig 9.

Exempel 5: Segjärn utnyttjades för det första ytterskik- tet, adamit för det andra ytterskiktet och gjut- stál med kulgrafit för innerskiktet. Hàrdhetsfördel- ningen visas i fig 9.

Exempel 6: Segjärn utnyttjades för det första ytterskik- tet, järn med hög kromhalt för det andra ytterskik- tet och gjutstàl med kulgrafit för innerskiktet.

Hárdhetsfördelningen visas i fig 10.

Exempel 7: Segjärn utnyttjades för det första ytterskik- tet, järn med hög kromhalt för det andra ytterskik- tet och segjärn för innerskiktet. Hårdhetsfördel- ningen visas i fig 10. ll 10 15 20 25 30 35 44,7 966 27 Exempel 8: Adamit med grafit utnyttjades för det första ytterskiktet, järn med hög kromhalt för det andra ytterskiktet och gjutstâl med kulgrafit för inner- skiktet. Hàrdhetsfördelningen visas i fig'1l.

Exempel 9: Adamit med grafit utnyttjades för det första skiktet, järn med hög kromhalt för det andra ytter- skiktet och segjärn för innerskiktet. Hårdhetsför- delningen anges i fig ll.

Exempel 10: Adamit utnyttjades för det första ytterskik- tet, adamit utnyttjades även för det andra ytter- skiktet och segjärn utnyttjades för innerskiktet.

Hårdhetsfördelningen visas i fig 12.

Exempel ll: Adamit utnyttjades för det första ytter- skiktet och för det andra ytterskiktet och gjutstål med kulgrafit utnyttjades för innerskiktet. Hàrdhets- fördelningen visas i fig 12.

Exempel 12: Adamit utnyttjades för det första ytter- skiktet, järn med hög kromhalt för det andra ytter- skiktet och gjutstàl med kulgrafit för innerskik- tet. Hárdhetsfördelningen visas i fig 13.

Exempel 13: Adamit utnyttjades för det första ytterskik- tet, järn med hög kromhalt för det andra ytter- skiktet och segjärn för innerskiktet. Hârdhetsfördel- ningen visas i fig 13. “ Exempel 14: Adamit med grafit utnyttjades för det första ytterskiktet, järn med hög kromhalt för det andra ytterskiktet och gjutstàl med kulgrafit för inner- skiktet. Järn, såsom visas i tabell 2, utnyttja- des dessutom för det andra mellanskiktet. Hårdhets- fördelningen visas i fig 14.

Det må nämnas att det t ex 1 exempel 7 finns en märkbar skillnad i hårdhet mellan segjärnet i det första ytterskiktet och segjärnet i innerskiktet, trots den lilla kompositionsskillnaden, och detta sakförhállande beror pà att det första ytterskiktet kyldes snabbt genom direkt beröring med centrifugalgjutformen, varemot inner- skiktet termiskt påverkades av det andra ytterskiktet 10 15 20 25 30 35 447 966 28 och därför kyldes långsammare.

Som beskrivits i detalj 1 det ovanstående ger före- liggande uppfinning en mantelhylsa för valsar för vals- ning av H-profilstàlstänger etc, särskilt för mantel- hylsvalsar för horisontellt placerade valsar i univer- salvalsverk, där valsarnas arbetande skikt, som kommer i beröring med det för valsning utsatta materialet, och valsarnas inre skikt, som måste vara segt, framstäl- les av olika material, varvid det arbetande skiktet omfattar två skikt, nämligen ett första ytterskikt av ett material med hög motståndsförmàga mot klibbning, och ett andra ytterskikt av ett material, som har hög nötningsbeständighet, så att valshylsan har olika egen- skaper inom olika partier, såsom grfordras. Följaktligen kommer mantelhylsans livbildande parti att vara mot- stándskraftigt mot klibbning, medan mantelhylsans fläns- bildande partier är motstàndskraftiga mot nötning, medan valsarnas innerskikt är utformat för att uppvisa hög seghet. Följaktligen kommer en mantelhylsa enligt före- liggande uppfinning att vid användning vara fri från klibbningsproblem under valsningsförloppet varjämte den är i betydlig grad mindre känslig för lokal nötning och varvid sannolikheten för valshaveri och liknande olyckor är mindre. u Gjutstàl eller gjutjärn med kulgrafit användes som materialet för innerskiktet, eftersom dessa material har utmärkt brottmotståndsförmàga. Mera speciellt uppvi- sar gjutstàl, som innehåller sfäroidal grafit och som har hög seghet, en draghållfasthet av 60-70 kp/mmz och en dragförlängning av 1,0-4,0%. Segjärnet, som också innehåller kulgrafit och som har något lägre seghet än nämnda gjutstâl, uppvisar å andra sidan en draghàll- fastnec.av so-so xp/mmz och en aragföriängning av 0,5-2,02 me har dessutom den fördelen, att det lätt kan avspän- ningsglödgas vid låga temperaturer. När gjutjärn fram- ställes pà det vanliga sättet, kommer restspänningarna (restdragspänningar tangentiellt med krymppassnings- 447 966 29 ytan) att vara ca 60% av vad som gäller för gjutstål med kulgrafit.

Föreligyande uppfinning är inte begränsad av den ovanstående beskrivningen utan många modifikationer är lätta att göra för fackmannen utan att man avviker från uppfinningstanken. Sådana modifikationer anses omfattas av uppfinningen. 447 966 30 5 1 1 1 1 m«o_o H«.o @fi.o fio.H «oo.o ~>o.o @m.o mn.N wm.m om »xflxm 1LmccH ow.o 1 HN@.o N«°.o 1 ~>.o w>.o ~>.o HHo_Q m~o.o H@.o Hm.o mo.~ oqfi »xfixm 1Lmup> mflm e 1 1 1 1 ~>o_o w~.~ H@.o mm.~ H~o.° w>o.o Nm.° om.H ~o.m GQ pxflxn nnmuwa ænfi 1 1 1 1 w«o.o Hm.o Hn.o w~.Q oHo.o wHQ.° @w.Q N@.~ w@.m oofi pxflxm |Lm::H °w.o 1 Hn@.o @No_o 1 °N.~ m@.o m~_fi @mo.Q H«o.o æ~.H mN.~ m@_H oqfi gxflxm |Lw»u> mnw m 1 1 1 1 1 @~.~ @>.~ ~@.o mH@.° wm°.o @~.fl ~w.H H@.~ OJ ßxflxm anmuum mufl 1 1 1 1 Nmo.o mH.o mQ.N mm.~ moo.@ m>o.o H«.° Nw.H æN.m Q» »xflxw |Lm::H 1 ~0.= 1 1 1 fl@.a ~n.m o>.= æa=.@ mm@.o °m.o @m.o @w.m omfi uzflxw uswuuz æum N 1 1 om=.o 1 1 @m.o ~@.o mm.~ w«@.= ~Ho.o wm.@ N>.o N~.N OQ »xflxm anwuuä wufl 1 1 1 1 1 mN.o ~«.o N@.o @oø.o fi~o.o wm.o N@.H mm.H om »xflxm 1Lw==H 1 1 1 1 1 Hm.o @~.~ ~m.H Hm@_o wm@.o >@.° ~>.0 æm.~ ond Qzflxm _ 1Lw»»> mnm H 1 1 1 1 1 m>.o Ho.~ wm.o @fi@.o ~Ho.o ~w.ø ~o.H Nw_~ om »xfixw |Lw»»> mufl > nz LN fi< ms oz Lu fiz m Q :E Hm 0 ^§=. xøfl Lz xpxfl>V cowuflmoasox xmfismz 1xuofie H 44mm<æ 447 966 1 1 1 1 1 00.0 00.0 00.0 000.0 000.0 00.0 00.0 00.0 00 00000 1Lwc:H L 1 1 1 1 00.0 00.00 00.0 000.0 000.0 00.0 00.0 00.0 000 00000 unwuuæ mnw 1 1 1 1 1 00.0 00.0 00.0 000.0 000.0 00.0 00.0 00.0 00 00000 nnwuua mufl 1 1 1 1 000.0 00.0 00.0 00.0 000.0 000.0 00.0 00.0 00.0 000 00000 |Lm::H 1 1 1 000.0 1 00.0 00.0 00.0 000.0 000.0 00.0 00.0 00.0 000 00000 1Lm0»> mflm 1 1 1 1 000.0 00.0 00.0 00.0 000.0 000.0 00.0 00.0 00.0 00 00000 100000 mufl 1 1 000.0 1 1 00.0 00.0 00.0 000.0 000.0. 00.0 00.0 00.0 00 00000 l ...LWCCH 3 00.0 00.0 1 1 1 00.0 00.00 00.0 000.0 000.0 00.0 00.0 00.0 000 00000 _ unwpuæ mflm 1 1 1 1 000.0 00.0 00.0 00.0 000.0 000.0 00.0 00.0 00.0 00 00000 anøuuæ 000 1 1 1 1 1 00.0 00.0 00.0 000.0 000.0 00.0 00.0 00.0 000 00000 amwccfi 1 1 1 1 1 00.0 00.0 00.0 000.0 000.0 00.0 00.0 00.0 000 00000 |Lw0u> mnw 1 1 1 1 000.0 00.0 00.0 00.0 000.0 000.0 00.0 00.0 00.0 00 00000 |Lw»0> 000 > 02 00 00 0: 00 00 02 0 0 0: 00 0 000; . xwH ^x»x0>. :o0u0wc0Eox zm0smz . uxoonæ ^.000000 0 000000 447 966 32 1 | | | | ~m.o -.~ æ@.c mHo.c mHo.Q ~«.o mm.H o@.~ om ßxfixw nnøucw | | | - | o@.o o@.mH wo.m æ~o.° ~Ho_° m~.H H<.o Ho.m omfi »xfixw |L@»»> muw wfi °>.o 1 H«o.° @fl°.o - wm_~ ~@.m w~.@ N«o.° w@o.o wm.H nN.~ wN.N 0» »xfixm tmmuuæ mufl 1 | ~Ho.o 1 - @H.o w~_o O~.o @~o.° N«o.° mm.o @@.H mm.H om pxfixw nmøccw | | ~mo.o | | \>.o ææ.Q @>.o ~Ho.o æHo.Q °@.o mN.H æm.~ oqfl »xflxw |;@p»> mflw HH 1 ~@.@ | | | w<.H -.m mo.~ H«o.o ~Ho.= Qm.° m~.H ~>.~ Qw »xfixw uamuuæ mnfi | | | | mm0.ø mH.o @«.Q @@.o @oo.= Nno.o. @«.o wH.N @m.m om »xflxw |Lm:nH æ@.o I I | | oo.~ n0_m mo.m fi«o.o Nmo_° ,flN.H ~«.o ~>.N omfl uxflxw . nnmnuæ mum od 1 | æ~c.° ~mo.Q « mc.@ m@.o @».o nHo.o ~@0.o æo.H Hm.o wm.w QQ »xflxw unmuua mufi | | | | °@o_o wm_o «ø.~ ~o.~ «oo.0 mm°.o ~«.° @>_~ @<.m OOH »xfixw |Loc:H | o@.o @No.Q f 1 mQ.N o~.oH Qo.m mHo.o o>o.ø °m.o @«_ø @H_~ oflfi axfixm . _ upmußm mflw m | | æmo.o | - ~m.H @<.H æ~.m @@o_Q o«Q.o mm.o «o.N wo.~ @> pxfixm JöÉ>wÄ > 22 LN H< wz 0: Lu fiz w L =z Hm U .EE. :vä ^*»xH>. cofiuflmoßsog xmfiewx -xuoflß Lz _.m»Lou.

H 44mm<æ ,._~_-.uï ^L:w:H:eLoLo@ muHHzH>u::o :uo am cwwflA»cømm> zwwwoxv 1 1 1 o~o.o 1 «~.o ~H.c ~H.o ooo.o æ@@.o @m.o oæ.H o«.H m» pxflxw 1LwccH fo ,Av . 1 1 H~°_o 1 1 @H.o ow.o n7 _ nsmflflms mun w/ «@.° 1 mH°.o 1 1 No.H m«.m~ @«.~ Hmo.° moo.o @@.o @«.° ææ.~ Omfi »xfixw A* |Lmu»> mnm 1% 1 1 1 mHo.o 1 mm.@ @>.o o~.H woo.O H@o.° ww.o QN_H o«.~ om »xflxm |Lwu»> mnfi > sz LN H4 wz oz . Lu Hz w L G: flm Q .:=. xmfi .$»xfl>V coflpfimoßsox xmflemg _ 1xuofi~ 3 1. N QJ@m<@ ^Lmw:fl:æLoLwumm«Hxfi>u::o :oo mm :ømfiH»:wmm> cwummxv 1 1 1 1 n~o.o wm.o wm.H No.H w~o.o æ>o_Q o@.o ~m.~ w«.m omfi »xwxm |LOEEH 1 @~.Q mHo.o 1 1 ~H.~ -.oH N>.o wNo.O ~m@.° ~m.o ~m.~ ~N.~ QHH »xflxw 1 _ 1am»»> wnm 1 1 1 1 1 @m.Q oæ.o oæ.H @fio.o æHo.o om.o @N.o @w.m om uxflxm 1Lw»a> mnfl > nz LN H< ma oz Lu fiz w 1 =z Hm U ::=, xwfl .$»xfi>. =0H»Hwo@eox xmfiawg 1xuofiæ fi.w»Louv H 44mm<æ 447 966 34 TABELL 3 Restspänning (kp/mmz) tangentillt vid följande mätställen Nr Mätställe Mätställe Mätställe ø 1060 mm ø 760 mm ø 480 mm 3 -s,2 -o,'3 +s,3 5 -3|2 -o|8 7 _3|6 -018 9 -5,3 -3,6 +6,4 ll -4,8 -2,9 _ +9,6 13 -2|3 _l|6

Claims (22)

10 15 20 25 30 35 447 966 35 PATENTKRAV

1. l. Sammansatt hylsa, som är avsedd för en varmvals- ningsvals för valsning av H-profilstâl och U-profilstål och som har sitt arbetande skikt, som kommer i beröring med det för valsning utsatta materialet, och sitt inre skikt, som inte kommer i beröring med det valsade mate- rialet, framställda av olika material, k ä n n e t e c k- n a d därav, att det arbetande skiktet består av ett första ytterskikt (20) av ett nraterial, som har hög motstånds- förmâga mot klibbning, och ett andra ytterskikt (22). vilket består av ett material med hög motstândsförmága mot nötning, medan valshylsans innerskikt(24) består av ett material med hög seghet och varvid det första ydæmsküdæm (20) täcker det andra ytterskiktet (22), samt varvid det andra ytterskiktet (22) täcker innerskiktet (24), varjämte de första och andra ytterskikten och innerskiktet är förenade med varandra genom smältning vid gränsytorna mellan angrän- sande skikt.

2. Mantelhylsa enligt patentkravet 1, k ä n n e - t e c k n a d därav, att det första yüxnskiktet (20) består av adamit med grafit eller segjärn eller adamit, att det andra ytterskiktet (22) består av adamit eller järn' med hög kromhalt samt att innerskiktet (24) består av ett stål med kulgrafit eller segjärn.

3. Mantelhylsa enligt patentkravet 2, k ä n n e - t e c k n a d därav, att adamiten med grafit för fram- ställning av det fiàæwa yüæx§dktet(20) innehåller följande komponenter: C 2,0-3,2 vikt% Si 0,6-2,5 vikt% Mn 0,4-1,5 viktæ 0 Cr 0,5-2,0 vikt% Cr M0 0,2-2,0 vikt% och upp till 0,l% P, upp till O,l% S och andra vanligen oundvikliga föroreningar, varvid resten är väsentligen Fe. 447 966 36

4. Mantelhylsa enligt patentkravet 3, k ä n n e - t e c k n a d därav, att adamiten med grafit för bild- ning av det första yflæm§dktet(20) dessutom innehåller ,en eller minst två av Ti, Al och Zr i en total mängd 5 av upp till 0,1 vikt%. 10 15 20 25 30 35

5. Mantelhylsa enligt patentkravet 2, k ä n n e - t e c k n a d därav, att segjärnet med kulgrafit för framställning av det första ytter§dktet(20) innehåller följande komponenter i angivna halter: o C 2,8-3,8 vikt% si '1,2-3,0 vikts un o,2-1,o viktæ o cr 0,1-1,0 vikt: mo 0,2-2,0 viktz Mg 0,02-0,1 vikt: och upp tili 0,1 vikta P, upp_t111 0,04 vikcæ s och andra vanligen oundvikliga föroreningar, varvid resten är väsentligen Fe.

6. Mantelhylsa enligt patentkravet 5, k ä n n e - t e c k n a d därav, att segjärnet för framställning av det första ytterskíktet (20) dessutom innehåller sällsyn- ta jordartselement 1 en total mängd av upp till 0,05 vikt%.

7. Mantelhylsa enligt patentkravet 2, t e c k n a d därav, att adamiten för framställning av det flàstaytuasküdßt(20)innehåller följande komponen- ter 1 angivna proportioner: I k ä n n e - C 2,2-3,0 vikt% Si 0,2-1,5 vikt% Mn 0,4-1,5 vikt% O Cr 0,5-4,0 vikt% och Crâl,5Si% Mo 0,2-2,0 vikt% och upp till 0,1 vikt% P, upp till 0,1 vikt% S och andra vanligen oundvikliga föroreningar, varvid resten är väsentligen Fe. 10 15 20 25 30 35 447 966 37

8. Mantelhylsa enligt patentkravet 7, k ä n n e - t e c k n a d därav, att adamiten för framställning av det första ytterskiktet (20) dessutom innehåller en eller minst två av Ti, Al och Zr i en total mängd av upp till 0,l viktâ.

9. Mantelhylsa enligt patentkravet 7 eller 8, k ä n n e t e c k n a d därav, att adamiten för fram- ställning av det första yttenädktet (20) dessutom innehål- ler endera eller bàdadera av Nb och V i mängder av 0

10. Mantelhylsa enligt patentkravet 2, k ä n n e - t e c k n a d därav, att adamiten för framställning av det andra ytterskiktet (22) innehåller följande komponen- ter i angivna proportioner: " c 1,8-3,0 vikta si 0,2-1,5 vikta Mn 0,4-1,5 vikta Ni o,s-3,5 vikts cr o,s-6,0 vikta Mo 0,5-2,5 vikta och upp till 0,1 vikt% P, upp till 0,1 viktâ S och andra vanligen oundvikliga föroreningar, varvid resten är väsentligen Fe.

11. ll. Mantelhylsa enligt patentkravet 10, k ä n - n e t e c k a d~ därav, att adamiten för framställning av det andra ytterskiktet (22) dessutom innehåller en eller minst två av Ti, Al och Zr i en total mängd av upp till 0,l vikt%.

12. Mantelhylsa enligt patentkravet l0 eller ll, k ä n n e t e c k n a d därav, att adamiten för fram- ställning av det andra ytterskiktet (22) dessutom innehåller endera eller bådadera av Nb och V i mängder av 0 vikt% and 0

13. , Mantelhylsa enligt patentkravet 2, k ä n - n e t e c k n a d därav, att järnet med hög kromhalt för framställning av det amha,ytter§dktet(22) innehåller följande komponenter i angivna proportioner: 447 966 10 15 20 25 30 35 as c 2,0-3,2 vikta si 0,3-1,5 vikta Mn 0,4-1,5 vixts N1 o,s-3,5 vikta cr a,o-2s,o vikta ma o,s-2,5 vikta och upp till 0,1 vikt% P, upp till 0,1 vikt% S och andra vanligen oundvikliga föroreningar, varvid resten är väsentligen Fe.

14. Mantelhylsa enligt patentkravet 13, k ä n n e - t e c k n a d därav, att järnet med hög kromhalt för bildning av det mfika.yüæm§dktet(22)dessutom innehåller en eller minst två av Ti, Al och Zr i en total mängd av upp till 0,1 vikt%. I

15. Mantelhylsa enligt patentkravet 13 eller 14, k ä n n e t e c k n a d därav, att järnet med hög krom- nalt för framställning av det amne.yuetsEnuet(22)dess- utom innehåller endera av eller bádadera Nb och V i mängder av 0

16. Mantelhylsa enligt patentkravet 2, k ä n - n e t e c k n a d därav, att gjutstàlet med kulgrafit för framställning av innerskiktet (24) innehåller följande komponenter 1 angivna proportioner: c 1,0-2,0 vikts Si 0,6-3,0 vikt% Mn 0,2-1,0 vikt% Ni 0,1-2,0 vikt% Cr 0,1-3,0 vikt% Mo 0,l-1,0 vikt% och upp till 0,1 vikt% P, upp till 0,1 vikt% S och andra vanligen oundvikliga föroreningar, varvid resten är väsentligen Fe. .

17. Mantelhylsa enligt patentkravet 16, k ä n - n e t e c k n a d därav, att gjutståiet med kulgrafit för framställning av innerskiktet (24) 668511120!!! innehåller en eller minst två av Ti, Al och Zr i en total mängd av upp till 0,1 vikt%. I» 10 15 20 25 30 35 447 966 39

18. Mantelhylsa enligt patentkravet 2, k ä n - n e t e c k n a d därav, att segjärnet för framställ- ning av h¶æm¶dktet(24) innehåller följande komponenter i angivna proportioner: C 2,8-3,8 vikt% Si 1,5-3,2 vikt% Mn 0,3-1,0 vikt% 0 0 0 Mg 0,02-o,1 vikte 'och upp till 0,1 vika P, upp 11111 0,1 vikta; s och andra vanligen oundvikliga föroreningar, varvid resten är väsentligen Fe;

19. Mantelhylsa enligt patentkravet 18, k ä n - n e t e c k n a d därav, att segjärnet för framställning av innerskiktet(24) dessutom innehåller sällsynta jordarts- element i en total mängd av upp till 0,05 vikt%.

20. Mantelhylsa enligt något av patentkraven l-19, k ä n n e t e c k n a d därav, att ett första mellanskikt (30) dessutom är insatt mellan det första ytterskiktet (20) och det andra ytuaskiktet (22), varvid det första ytterskíktet täcker det första mellanskiktet och varvid det första mellanskiktet täcker det andra ytterskiktet samt varvid det andra ytterskiktet täflæx'imkuskü&2t(24L varjämte de första och andra ytterskikten, innerskiktet och det första mellanskiktet är förenade med varandra genom smältning vid gränserna mellan angränsande skikt.

21. Mantelhylsa enligt något av patentkraven l-19, k ä n n e t e c k n a d därav, att ett andra mellanskikt (32) dessutom är insatt mellan det andra ytterskiktet (22) och innerskiktet (24), varvid det första yüxnskiktet (20) täcker det andra ytterskiktet, och varvid det andra ytterskik- tet täcker det andra mellanskiktet samt varvid det andra mellanskiktet täcker innerskiktet, varjämte de första och andra ytterskikten, innerskiktet och det andra mellan- skiktet är förenade med varandra genom smältning vid gränserna mellan angränsande skikt. 5 10 447 966 40

22. Mantelhylsa enligt något av patentkraven l-19, k ä n n e t e c k n a d därav, att ett första och ett andra nellanskikt (30 resp 32) är insatta mellan det första ytter- skiktet (20) och det andra ytterskiktet (22) respektive mellan det andra ytterskiktet (22) och :Lnnerskiktet (24), varvid det första ytterskiktet täcker det första mellanskiktet och varvid det första mellanskiktet täcker det andra mellanskiktet varjämte det andra ytterskiktet täcker det andra mellanskiktet och det andra mellanskiktet täcker innerskiktet samt varjamte det första och andra ytterskiktet, innerskiktet och de första och andra mellan- skikten är förenade med varandra genom smältning vid gränsytorna mellan angränsande skikt. 1)!