H0474640020-高速钢轧辊热处理技术研究.pdfVIP

一遂塑丝燮!1}些堕t}进 (2003*5匕JU 高速钢轧辊热处理技术研究 符寒光 邢建东 (西安交通大学材料科学与工程学院，西安 陕西710049) 摘 要:研究了淬火温度、冷却方式、回火温度和回火次数对高速钢轧辊组织和性能的影响。结果表明，油冷条件下， 淬火温度低于1050,C，随着温度升高，硬度升高，超过1100C,硬度反而降低。盐浴冷却 (盐冷)和空冷条件下，淬 火温度对硬度影响结果相似，但获得最高硬度的淬火温度高于油冷时的淬火温度.回火温度低于3501C,高速钢硬度 变化不明显，超过475C,随回火温度升高，硬度升高，并在 525℃达到最高值，继续提高回火温度，硬度降低。二次 回火后硬度变化不大，三次回火后，硬度反而降低。空冷高速钢轧辊，淬透性差，油冷高速钢轧辊易出现裂纹，盐冷 高速钢轧辊，具有优良的淬透性，不易出现裂纹.辊面硬度高，硬度均匀性好，耐磨性好. 关键词:高速钢车‘嘟;淬火，回火，冷却方式，硬度 目前以高碳高速钢代替高铬铸铁制造轧辊己成为轧辊的主要发展方向之一D-31。在高碳高速钢中增加钒含量， 形成大量高硬度MC型碳化物，使高速钢轧辊的使用寿命比普通高铬铸铁轧辊提高数倍4【-51，引起了人们的极大 关注。高速钢轧辊的组织和性能与热处理工艺有直接关系161。由于其与传统的高速钢在成分、工艺条件等方面存 在着较大的差别，所以高速钢轧辊的热处理工艺不能照搬传统高速钢材料的热处理工艺。我国高速钢轧辊的研究 刚刚起步，对高速钢轧辊热处理工艺研究较少，限制了高速钢轧辊的开发和应用。我们研究了淬火温度、冷却方 式、回火温度和回火次数对高速钢轧辊组织和性能的影响，获得了高速钢轧辊最佳热处理工艺，应用于工业生产 中，取得了较好的效果。 试验材料和方法 高速钢用250Kg碱性中频感应电炉采用不氧化法熔炼。钢水熔清后用铝脱氧，钢水出炉温度1580.1620C, 试验用高速钢的化学成分是 (质量分数%):2.12C,5.32V4.82Cr,5.25W,4.94Mo,1.75Co,2.21Nb,1.12Ni。用水玻 璃砂All浇铸Y型试块，用线切割机加工成15X15X25(mm)试样。试样热处理在RJX-18-13型高温电阻炉内进行。 为防止脱碳.在试样周围覆盖铸铁屑。用HR-150A型硬度计测量硬度。用SCAM-1型数字式残余奥氏体测定仪 测定残留奥氏体数量。 2试验结果与分析 2.畜淬火温度和冷却方式对高速钢轧辊硬度的影响 淬火温度和冷却方式对高速钢硬度的影响见图1。油冷条件下，淬火温度低于1050C,随着淬火温度升高， 硬度升高，淬火温度超过 11000,随着淬火温度升高，硬度反而降低。盐浴冷却和空冷条件下，淬火温度对硬 影“霆嚣望磊纂煲詹默霭覆缨蔚瑟默忿瓢体中饱和的碳和合金元素的量及未转变的 残留奥氏体决定，淬火温度低时;’奥氏体中溶解的碳和合金元素量较少，淬火转变后马氏体中饱和的碳和合金元 素量也较少，故硬度相对较低。超过 1100℃后，奥氏体中溶解的碳和合金元素量过多，奥氏体稳定性增加，淬 火冷却过程中来不及转变成马氏体，使组织中的残留奥氏体增多，见图2，导致硬度下降。在1050-1100℃时， 马氏体中饱和的碳含量、合金元素含量达到合适程度，残留奥氏体也达到合适程度，获得了硬度的峰值。由于盐 浴冷却(盐冷)和空冷速率小于油冷，相同淬火温度下，淬火组织中的残留奥氏体量少于油冷，见图2，因此获得 最高硬度的温度高于油冷时的温度。 2.2高速钢轧辊的淬透性 不同冷却条件下高速钢的淬透性见图3油冷高速钢淬透性最好，盐冷次之，空冷最差，但油冷和盐冷差别不 大。尽管高碳高速钢中含有较多的合金元素，具有较好的淬透性，但空冷条件下，由于冷却速率太小，离表面 30mm时，硬度己下降到60HRC以下。轧辊工作层厚，通常大于30mm，高速钢轧辊空冷淬火是无法满足使用 要求的.研究中发现，高速钢轧辊油冷淬火时，由于冷却速率太高，热应力大，在热应力和组织转变应力作用下 极易出现裂纹。高速钢轧辊淬火采用盐冷是可行的。 尸，夕亦，钱 呈 石 佗 声汁 、 苦 ‘