新型鍛造高速鋼軋輥材料淬火工藝研究!

  現(xiàn)代化大型冷帶鋼軋機(jī)已實(shí)現(xiàn)無(wú)頭、半無(wú)頭軋制,對(duì)板帶的質(zhì)量如冷軋板帶的表面平整度、厚度差等方面要求越來越高,對(duì)工作輥的質(zhì)量要求也越來越高,無(wú)論是對(duì)表面硬度還是淬硬層深度的要求都有較大的提高。冷軋工作輥材質(zhì)的研究一直備受軋輥界的高度重視,從最初的軸承鋼逐漸發(fā)展到2%Cr、3%Cr、5%Cr型鋼,其發(fā)展通常以鉻含量的不斷提高為基本特征。

  近年來出現(xiàn)了半高速鋼、高速鋼軋輥材質(zhì),其組織和碳化物的研究已有一些報(bào)道。科研技術(shù)人員對(duì)一種新開發(fā)的鍛造高速鋼冷軋工作輥材料的淬火工藝進(jìn)行研究,分析了淬火溫度對(duì)高速鋼軋輥組織、晶粒度、殘余奧氏體和硬度的影響,為開發(fā)高端冷軋工作輥提供理論及試驗(yàn)基礎(chǔ)。 試驗(yàn)用新型鍛造高速鋼軋輥材料采用50kg真空感應(yīng)爐進(jìn)行熔煉,然后高溫鍛造成100mm×100mm×250mm坯料,經(jīng)700℃、4h退火后得到試驗(yàn)用原始料。金相試樣為15mm×15mm×15mm方塊,采用箱式電阻爐進(jìn)行不同溫度加熱,空冷淬火。采用660RLD/T型洛氏硬度計(jì)檢測(cè)硬度,采用X’perProX射線衍射儀檢測(cè)殘余奧氏體,采用Axiovert200MAT光學(xué)顯微鏡檢測(cè)組織和晶粒度,采用QUANTA400掃描電子顯微鏡觀察碳化物。

  新型鍛造高速鋼軋輥鑄態(tài)組織為下貝氏體+萊氏體+少量馬氏體+條塊狀碳化物+顆粒狀碳化物,其中大塊的條狀碳化物為鋼液凝固過程中析出的一次碳化物,顆粒狀碳化物為冷卻過程中從奧氏體中析出的二次碳化物,碳化物含量為3.6%。

  研究表明
  (1)淬火溫度影響碳化物的溶解,隨著淬火溫度的升高,高速鋼軋輥淬火組織中碳化物含量逐漸減少。當(dāng)溫度升高至1200℃時(shí),粒狀碳化物已基本溶解,僅剩少量塊狀碳化物。
  (2)隨著淬火溫度的升高,高速鋼晶粒不斷長(zhǎng)大。當(dāng)淬火溫度超過1040℃時(shí),晶粒長(zhǎng)大趨勢(shì)明顯,淬火溫度超過1160℃,晶粒度達(dá)4.5級(jí),晶粒粗化已十分嚴(yán)重。
  (3)隨著淬火溫度的升高,殘余奧氏體含量不斷增加。當(dāng)淬火溫度在1080℃以下時(shí),殘余奧氏體含量增加較平緩,隨后其含量急劇增加。當(dāng)淬火溫度達(dá)到1160℃時(shí),殘余奧氏體含量增至38%。因此,從殘余奧氏體含量控制方面考慮,淬火溫度應(yīng)低于1080℃。
  (4)在1040℃淬火時(shí),硬度達(dá)到峰值,最高可達(dá)64.1HRC,此時(shí)高速鋼軋輥組織、晶粒度、殘余奧氏體含量匹配達(dá)到最佳。
  (5)新型鍛造高速鋼軋輥材料淬火溫度應(yīng)選擇在1020~1080℃之間。