铸造高速钢轧辊的成分设计与热处理

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1、辽宁工程技术大学硕士学位论文铸造高速钢轧辊的成分设计与热处理姓名：蔡影祥申请学位级别：硕士专业：材料加工工程指导教师：赵越超;徐瑞2003.6.1辽宁工程技术大学硕士学位论文摘要本文设计了9种成分的高速钢轧辊，对每种成分的轧辊分剐采用了4静热处瑾工艺，穰据ge一5Cf一5Mo一5W一2C)一V鞫(Fe一5Cf—SMo一5W一3—4V)一C准二元襁图以及(Fe一5Cf一5W～5Mo)一V—C合金系液霹投影图礁定轧辊的凝固过程。利用扫描电镜、x射线和能谱分析详细研究了9种热轧用高速钢轧辊的相组成和显微结构，分析了成分变化和热处理工艺对显微结构和力学性能的影响，确

2、定了合理的热处理工艺和成分配比。关键谪：乾辊嘉遽钢热处蘧显微结梅辽宁工程技术大学硕士学位论文ⅡABSTRACTNinerollswithdifferentcompositionaredesignedinthispaper．Fourkindsofheattreatmenttechnicsaremadetoeachroll．Thesolidificationprocessareconfirmedaccordingtothephasediagramsofpseudo—binary(Fe一5Cr一5Mo一5W一2c)一Vand(Fe一5Cr一5Mo一5W一3-4v)

3、一CalloysystemandtheprojecteddiagramofliquidssurfacesofFe--5Cr--5Mo——5W—V—C．Phasecompositionandmicrostructureinninehigh-speed·steelrollsusedinhotrollingareinvestigatedindetailbymeansofscanningelectronmicroscope，X-raydiffractionandEDS．Theeffectsofcompositionvarietyandheattreatmentonm

4、icrostructureandhardnessareanalyzed．Reasonableheattreatmenttechnicsandcompositionratioareacquired．Keywords：roll，highspeedsteel，heattreatment，microstructure辽宁工程技术大学硕士学位论文1前言轧辊是轧钢生产中的主要消耗备件，其性能好坏直接影响轧材的表面质量和轧材的成本，在轧钢生产中占有重要地位。在热轧厂中由于薄板和高强钢板量的增加，轧制条件变得更加复杂苛刻。这些条件要求轧辊具有高硬度、优良的耐磨性和低表面粗糙

5、度。因此，以提高热疲劳特性和良好的耐磨擦磨损为特征的高速钢辊正在替待传统的高铬铸铁辊11,2]。高速钢被广泛的用于制造工具，它具有优良的硬度、耐磨性和高温特性。最近高速钢被用于轧辊材料，目的是在热轧过程中使轧制的板材具有均匀的厚度和一致的表面，从而提高轧制板材的质量和延长轧辊寿命【3，41。高速钢轧辊的特性主要依靠碳化物的类型和硬度，这些碳化物或者是凝固过程中形成的初晶碳化物或者是在回火过程中从固溶体中析出的二次碳化物[5-8]。据报道，在凝固过程中形成的初晶碳化物主要沿晶界分布，并且，甚至保留到最终的产品中，这会导致轧辊的断裂韧性和热疲劳寿命的降低【91。

6、通常高速钢轧辊中含碳大约在1．5～2．0％左右，大多数碳与强碳化物形成元素v、W、Mo等复合[10-121。剩余的碳大约在0．3～0．6％左右，固溶在基体内，当碳含量低于0．4％时，形成板条马氏体；当碳含量高于0．4％，形成片状马氏体[13】。轧辊的主是磨损机理是磨擦磨损，在磨擦过程中，显微切削、表面塑性变形和初始裂纹同时出现，这由磨擦粒子的形状和硬度所决定[14A51。此外，由于轧辊表面受到周期性的加热和冷却产生的热疲劳和氧化磨损、疲劳磨损以及轧制材料粘着在轧辊表面也会影响轧辊的磨损【m201。在热轧过程中轧辊表面直接和高温轧制材料接触，由于与轧材、表面碎

7、削和表面粗糙物的磨擦而遭到损坏，从而导致轧制力的增加和轧制产品表面质量的恶化[21,22】。轧制力的增加归因于轧辊和轧材间磨擦系数的增加，并且产生了轧制产品尺寸的不精确和一些缺陷。轧辊的耐磨性可以通过在基体内增加非常硬的碳化物而得到改善，但是碳化物同基体的硬度不同，引起严重的表面不规则，因此而恶化了表面粗糙度。所以，合理的基体硬度会同时改善轧辊的耐磨性和表面粗糙度【231。辽宁工程技术大学硕士学位论文1．1轧辊材质发展趋势及国内外发展情况(1)轧辊材质的发展趋势：在60年代，热轧带钢工作辊材质采用半钢，70年代使用高铬铸铁，到80年代末开始采用高速钢；冷轧带

8、钢工作辊材质由2％铬钢发展到3％铬钢、5％铬钢，90