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高速鋼軋輥熱處理進展

發布日期:2018-10-27

20 世紀是世界鋼鐵工業大發展的年代。1900 年世界鋼產量為2850 萬t,到2000 年達到8.43億t,增長28.5 倍。20 世紀50 年代至70 年代,鋼產量由2 億t 左右增至7 億t,是第一次高速增長期。其後由於經濟危機,經濟蕭條,在7 億~8 億t/a 之間徘徊,直到2000 年才超過8 億t。進入21 世紀世界鋼產量進入了第二個高速增長期,由8 億t/a 增至2010 年的14.14 億t。目前仍處在這個高速增長期之內。受金融危機的影響,2009 年世界粗鋼產量為12.20 億t,下降8%。2010年,全球粗鋼產量達到14.14 億t,同比增長15%,創曆史新高。2010 年中國粗鋼和鋼材產量分別為6.2665 億t、7.9627 億t,同比分別增長9.3%和14.7%。2011年以後,鋼產量維持在16億噸左右。

  高速鋼軋輥的基本特點有:碳化物硬度高;熱穩定性好;優良的強韌性;淬透性好;形成氧化膜能力強;良好的抗熱裂性;耐磨性良好。高速鋼軋輥成分的主要特點是:有較高的碳含量和釩含量,目的是為了得到較多高硬度的MC型碳化物,提高軋輥耐磨性。有較高鉻含量,使軋輥中含有一定數量的M7C3 型碳化物,對改善軋輥表麵抗粗糙性,降低軋製力是有益的。另外,離心鑄造高速鋼軋輥中含有5%以下的铌,有利於降低高速鋼中合金元素及其碳化物密度差大而引起的偏析。

  高速鋼軋輥製造技術有以下幾種:鍛造高速鋼軋輥,鑄造高速鋼軋輥,噴射沉積成形(OSPREY)高速鋼軋輥和熱等靜壓(HIP)製造高速鋼軋輥。其中,鑄造高速鋼軋輥可以采用的方法有:離心鑄造法(CF),連續澆注外層成型法(CPC),電渣重熔法(ESR)和液態金屬電渣熔接法(ESLLM)。

  高速鋼軋輥熱處理研究進展的主要內容包括以下幾個方麵:淬火對高速鋼軋輥組織和性能的影響為了準確製訂高速鋼軋輥的熱處理工藝。經1050℃奧氏體化後的連續冷卻曲線分析得知:高速鋼軋輥的貝氏體溫度低於400℃,且獲得貝氏體的冷卻速率低於10℃/s,當高速鋼軋輥的冷卻速率超過10℃/s,則獲得高硬度的淬火馬氏體基體。奧氏體化保溫時間對高速鋼軋輥組織和性能有一定的影響。淬火保溫時間影響高速鋼軋輥的顯微組織,寶鋼將含量為2.28%C,4.66%W,4.79%Mo,6.05%V,7.70%Cr,0.60%Ni,0.80%Si和0.50%Mn 高速鋼軋輥經1000℃奧氏體化後,研究了顯微組織變化情況。奧氏體化保溫2h 後,高速鋼軋輥組織中的碳化物以M7C3 型為主;保溫4h 後,碳化物以M2C 型為主;保溫6h 後,碳化物則以MC 型為主。奧氏體化保溫時間還影響高速鋼軋輥耐磨性,奧氏體化保溫2h,高速鋼的耐磨性最差,碳化物剝落嚴重;保溫時間延長至4h,高速鋼軋輥磨損均勻,隻有少數較粗大的M2C 型碳化物發生了剝落;保溫時間延長至6h,M7C3 型碳化物消失,高硬度MC 碳化物增加,沒有發生碳化物脫落的現象,高速鋼軋輥耐磨性最好。

  回火對高速鋼軋輥組織和性能的影響。回火溫度的合理控製實際高速鋼軋輥使用中,並非回火硬度最高處的使用效果最好。回火溫度對含2.0%C,5.0%V,3.0%Mo,1.5%W,6.5%Cr 和1.0%Ni 高速鋼軋輥硬度、耐磨性和抗表麵粗糙性的影響。540℃回火,硬度達到最高值,超過540℃,硬度逐漸降低。另外,540℃回火,高速鋼軋輥磨損失重量最少,耐磨性最好,隨著回火溫度升高,磨損失重量增加,耐磨性下降。

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