铬系马氏体铸钢轧辊材料组织和性能的研究

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1、铮系马氏体铸钢轧辘材料组织和性能的研究［摘要］本文设计并制备了Cr5和Cr8型中碳合金铸钢，通过不同的热处理工艺获得马氏体组织。利用金相法，硬度和冲击韧性的测试等手段，研究了不同辂含量对轧辘显微组织与力学性能的影响。试验结果表明銘可以提高材料的回火稳定性使硬度降低缓慢,随含辂量增加冲击韧性提高。［关键词］合金铸钢热处理显微组织力学性能中图分类号:TG151.1文献标识码:A文章编号：1009-914X(2016)04-0279-011引言现代轧钢行业的发展日新月异，轧材产品的品种和数量迅速增加，从而导致轧辗消耗量剧增。轧钢技术的迅速发展，使得轧

2、机速度和自动化程度不断提高，热轧薄板和高强钢板量的增加，使得轧制条件变得更加复杂苛刻。这些条件要求轧辗具有高硬度、高韧性、优良的耐磨性和低表面粗糙度⑴。而目前，我国轧辗的生产、研究与使用水平，与发达国家相比，仍有相当大的差距。低质量的轧辘不仅降低了轧制质量，还提高了轧钢生产成本。因此，如何提高轧车昆的性能和使用寿命，制备出性能优良的新型轧辘以适应轧钢企业飞速发展需要，成为我国轧车昆行业面临的新课题。本文设计了两组不同的合金成分（铭元素的含量不同）,通过不同的热处理工艺后对最终获得的材料进行组织和性能的分析，为支撑辗外层材料组织成分的设计与优化提

3、供参考。2试验方法2.1成分设计轧车昆的性能取决于化学成分和显微组织特征。用于制造轧辗的合金铸钢，因轧制钢种、轧机条件和轧车昆制造方法的不同，成分也有所差异。成分设计的目的是确定轧车昆各种合金元素的含量，从而获得合适的组织特征和优良的使用性能，从而满足生产实际需要。•2.2试样制备造型原料使用原砂100?K,水玻璃7.5?Ko将上述原料放置型号为S14的混砂机中混合2〜3分钟，然后取砂制成梅花试棒砂型。本试验采用容量为100?K〜130?K的普通中频感应电炉熔炼，熔炼时采用严格的脱氧制度，在浇注试样模时采用滤渣片过滤。试样采用砂型梅花试棒，出炉

4、温度在1620°C〜1640°C,并在包内进行变质处理。采用生铁、废钢、碳素铮铁、硅铁、猛铁、铝铁、硼铁、稀土合金等进行配料，其中由于感应电炉采用的非氧化法熔炼不易去除磷、硫等有害元素，故为保证钢液中较低的磷、硫含量，此试验中使用增碳剂代替部分生铁来保证含碳量。2.3热处理设计梅花试样首先进行退火处理，退火工艺定为870°C,保温6个小时，然后随炉缓冷。这样可以保证先共析铁素体的析出和过冷奥氏体在Ari以下较高温度范围内转变为珠光体，从而达到消除内应力、降低硬度和改善切削加工性的目的。退火之后在980°C淬火保温50分钟后油淬，并在240°C,

5、340°C,440°C,520°C,580°C,640°C下回火，保温一段时间后空冷。3试验结果及分析3.1铸态组织观察图1是两种成分的铸态组织，从图中可以看出，1号和2号成分的铸态组织中均出现了马氏体，且比较细小。1号组织中还有共晶碳化物及二次碳化物的析出，2号出现了较大的白亮区，为高碳马氏体组织［2］。3.2退火态组织观察经过870°C下6h的退火工艺处理之后，从两种成分的梅花试棒的中心位置分别取一块小试样，经4%的硝酸酒精腐蚀之后得到退火态的金相组织如图2所示。观察后发现2种成分均为比较均匀的粒状珠光体组织，说明退火处理大大减少了化学成分

6、偏析和显微组织的不均匀性，组织结构都得到了一定的优化[3],因此在进行各种后续的热处理工艺之前不再进行正火处理。3.3回火温度对合金铸钢组织和力学性能的影响淬火后的回火相当重要，通过回火可以在适当降低硬度的同时，消除大部分淬火应力而改善钢的塑性、韧性。同时使其尺寸稳定性大大提高，在很大范围内改善钢的强度、塑性、韧性间的配合，从而可以满足不同磨损工况对耐磨件提出的不同要求。在回火过程中，由于残余奥氏体和碳化物的转变,以及合金元素的重新分布，都会对性能产生较大的影响，特别是对冲击韧性的影响更大。4结论1）回火时由于存在大量Cr元素以及Mo、V等合金

7、元素，可以显著提高钢的回火稳定性，推迟马氏体的转变，从而使硬度降低缓慢。并且随着辂含量的增加，冲击韧性明显的提高，当辂元素过多会增加回火脆性，导致韧性下降。2）强碳化物形成元素在较高回火温度强烈阻止马氏体进一步分解，使得组织在较高温度回火时仍能等到回火马氏体。3)对受冲击力不大的轧银材料，可选择较低的含铭量；对冲击力很大的工况下的轧辗材料，可选用较高的含辂量，以获得硬度和韧性的良好配合，取得最佳的耐磨效果。参考文献[1]CorbettRB.RollsfortheMetalworkingIndustries[J].TheIronandSteelS

8、ociety,1990(3)：215-226.[2]黄积荣.铸造合金金相图谱[M].北京：机械工业出版社，1986.⑶黄孟域.金相图谱[M]上海：高等