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高速钢轧辊热处理进展

2018-09-14 10:51 中国钢铁新闻网 系统管理员

  20 世纪是世界钢铁工业大发展的年代。1900 年世界钢产量为2850 万t,到2000 年达到8.43亿t,增长28.5 倍。20 世纪50 年代至70 年代,钢产量由2 亿t 左右增至7 亿t,是第一次高速增长期。其后由于经济危机,经济萧条,在7 亿~8 亿t/a 之间徘徊,直到2000 年才超过8 亿t。进入21 世纪世界钢产量进入了第二个高速增长期,由8 亿t/a 增至2010 年的14.14 亿t。目前仍处在这个高速增长期之内。受金融危机的影响,2009 年世界粗钢产量为12.20 亿t,下降8%。2010年,全球粗钢产量达到14.14 亿t,同比增长15%,创历史新高。2010 年中国粗钢和钢材产量分别为6.2665 亿t、7.9627 亿t,同比分别增长9.3%和14.7%。2011年以后,钢产量维持在16亿吨左右。

  高速钢轧辊的基本特点有:碳化物硬度高;热稳定性好;优良的强韧性;淬透性好;形成氧化膜能力强;良好的抗热裂性;耐磨性良好。高速钢轧辊成分的主要特点是:有较高的碳含量和钒含量,目的是为了得到较多高硬度的MC型碳化物,提高轧辊耐磨性。有较高铬含量,使轧辊中含有一定数量的M7C3 型碳化物,对改善轧辊表面抗粗糙性,降低轧制力是有益的。另外,离心铸造高速钢轧辊中含有5%以下的铌,有利于降低高速钢中合金元素及其碳化物密度差大而引起的偏析。

  高速钢轧辊制造技术有以下几种:锻造高速钢轧辊,铸造高速钢轧辊,喷射沉积成形(OSPREY)高速钢轧辊和热等静压(HIP)制造高速钢轧辊。其中,铸造高速钢轧辊可以采用的方法有:离心铸造法(CF),连续浇注外层成型法(CPC),电渣重熔法(ESR)和液态金属电渣熔接法(ESLLM)。

  高速钢轧辊热处理研究进展的主要内容包括以下几个方面:淬火对高速钢轧辊组织和性能的影响为了准确制订高速钢轧辊的热处理工艺。经1050℃奥氏体化后的连续冷却曲线分析得知:高速钢轧辊的贝氏体温度低于400℃,且获得贝氏体的冷却速率低于10℃/s,当高速钢轧辊的冷却速率超过10℃/s,则获得高硬度的淬火马氏体基体。奥氏体化保温时间对高速钢轧辊组织和性能有一定的影响。淬火保温时间影响高速钢轧辊的显微组织,宝钢将含量为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 高速钢轧辊经1000℃奥氏体化后,研究了显微组织变化情况。奥氏体化保温2h 后,高速钢轧辊组织中的碳化物以M7C3 型为主;保温4h 后,碳化物以M2C 型为主;保温6h 后,碳化物则以MC 型为主。奥氏体化保温时间还影响高速钢轧辊耐磨性,奥氏体化保温2h,高速钢的耐磨性最差,碳化物剥落严重;保温时间延长至4h,高速钢轧辊磨损均匀,只有少数较粗大的M2C 型碳化物发生了剥落;保温时间延长至6h,M7C3 型碳化物消失,高硬度MC 碳化物增加,没有发生碳化物脱落的现象,高速钢轧辊耐磨性最好。

  回火对高速钢轧辊组织和性能的影响。回火温度的合理控制实际高速钢轧辊使用中,并非回火硬度最高处的使用效果最好。回火温度对含2.0%C,5.0%V,3.0%Mo,1.5%W,6.5%Cr 和1.0%Ni 高速钢轧辊硬度、耐磨性和抗表面粗糙性的影响。540℃回火,硬度达到最高值,超过540℃,硬度逐渐降低。另外,540℃回火,高速钢轧辊磨损失重量最少,耐磨性最好,随着回火温度升高,磨损失重量增加,耐磨性下降。
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