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实验材料为含钒、铌的高速钢,其化学成分(质量分数,%)为:3.0V,2.0Nb,3.0W,3.0Mo,5.0Cr,0.8C。试样是在真空条件下用感应炉熔炼,然后在卧式离心机上采用内衬树脂砂的金属模离心铸造φ120mm×140和φ80mm×140mm的试件。铸态试件用线切割机切割成小块的条状试样。将条状试样在不同温度(950、1000、1050、1100、1150和1200℃)下保温1h后油淬,冷却至室温。淬火后的试样分别进行不同温度(500、520、540、575和600℃)保温2h的二次回火试验。
轧辊用高速钢中加入V、Nb元素后,可促进颗粒状碳化物MC的生成,改善碳化物的形状、大小和分布。当V、Nb含量较少时,弥散颗粒状碳化物的数量较少,菊花状碳化物大量生成;当V、Nb含量达到5%左右时,生成的弥散颗粒状碳化物较多,



此时高速钢的硬度可达到 值;若V、Nb含量过大,基体中的弥散颗粒状碳化物数量减少,生成的碳物粗大,反会降低高速钢的力学性能。高速钢的 淬火温度为1100~1150℃,在此温度下淬火,硬度可达69HRC。淬火温度高于1000℃,高速钢淬火后得到的硬度都相当高,但超过1150℃,随淬火温度的升高,硬度值又会显著下降。高速钢的二次回火 温度为500~525℃,此时轧辊用高速钢出现二次硬化峰68.5HRC。回火尽管没有改变碳化物的类型,但对碳化物的大小、分布、体积分数以及基体的性能影响很大,改善了碳化物的沿晶分布,析出的MC型碳化物晶粒细小,分布均匀,纤维状减少而棒状增加。所研究的含V、Nb的轧辊用高速钢,其碳化物主要类型有:M7C3、M6C和MC等,呈菊花状、长条状和颗粒状分布。



在这些熔滴未完全凝固前将其沉积到具有一定形状的接收器上,通过控制接收器的运动便可获得具有一定外形的沉积坯件。利用Osprey技术制造的材料,具有如下技术特征:① 没有宏观偏析;② 各向同性而且组织均匀弥散;③ 初始晶粒弥散析出;④ 含氧量低;⑤ 热加工性能得到改善。正由于Osprey技术具有上述特点,用它制造高速钢轧辊已引起了人们的重视。国内学者研究了喷射成形高速钢轧辊的组织和性能,高速钢轧辊材料的主要成分(wt.%)为:0.9-1.1C, 0.35-0.45Si, 0.70-0.80Mn, 7.90-8.20Cr, 1.45-1.55Mo, 1.5-1.7V, 0.45-0.55W。喷射成形态高速钢轧辊的光学显组织中没有观察到明显的碳化物,但组织中有一定量的残余奥氏体。在扫描电子显镜下观察到晶界上明显存在不连续分布的碳化物粒子。另外,喷射成形态试样的晶粒明显细化。



成分均匀的高质量轧辊。锻钢轧辊比同类铸造轧辊有更好的强韧性、表面硬度均匀性和抗疲劳性能。(表1)为适应不同轧机和轧制条件的具体要求,可在轧辊用钢中加入不同合金元素,提高轧辊使用性能。一定含量的碳和合金元素对锻钢辊组织和性能有如下不同的作用:碳能增加轧辊硬度和强度,降低塑性,提高耐磨性;锰能增加淬透性和强度;硅起脱氧作用并提高强度;铬能增加淬透性和强度,提高耐磨性;钼能增加淬透性、强度和热硬度;钒能控制钢的晶粒度,增加强度。常用锻钢热轧辊和支承辊的主要化学成分见表2。
锻钢轧辊的生产过程包括冶炼、铸锭、锻造、锻后热处理、粗加工、终热处理、精加工等主要工序。生产锻造轧辊所选用的设备以及工艺参数的选择和控制必须保证满足成品轧辊对化学成分、力学性能、组织、冶金质量、尺寸公差、内应力分布以及表面状态等的要求。
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