离心铸造高速钢球墨铸铁复合轧辊的研究

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1、北京科技大学硕士学位论文摘要本文在实验室条件下，结合高速钢一球墨铸铁复合轧辊外层和芯部材料的性能特点，对外层和芯部材料分别进行了热处理实验，目的是制定出一种较好的热处理工艺，为离心铸造高速钢轧辊的工业生产提供参考依据。在此基础上结合l；{『期试验和现场实际情况，试制高速钢复合轧辊成品，并对成品轧辊进行性能检测，各项指标均达到了预期效果。并对轧辊工作层采用钒变质的变质机理进行了初步分析。高速钢能够具有高的硬度和耐磨性，特别是很好的热稳定性，其主要原因除含有大量能形成碳化物的合金元素外，还取决于高速钢的高温淬火。高速钢淬火时加热，可在保证晶粒不长大的原则下，尽可能提高加热温度。但是对于高速钢球墨

2、铸铁复合轧辊，轧辊芯部采用合金球墨铸铁，淬火加热温度太高，芯部材料将晶粒粗大、变形严重、性能下降、甚至熔化，所以高速钢球墨铸铁离心复合轧辊的热处理，既要保证轧辊工作层高速钢的淬火效果，还要兼顾轧辊芯部材料。实验过程中，研究了各种热处理因素对工作层高速钢和芯部球墨铸铁材料的影响，特别是淬火温度的影响。通过改变淬火温度，分别对高速钢和球墨铸铁进行热处理实验，研究了高速钢和球墨铸铁组织及性能的变化规律。结果表明在1100℃高速钢的硬度达到峰值，而芯部球墨铸铁在1100℃淬火后，抗拉强度偏低，故而将淬火温度选择在1050一1100"C之间。经过与武钢人员商议结合试验结果，最后决定将淬火温度定在106

3、0℃。现场试制两支成品轧辊，在生产和热处理过程中没有出现裂纹，一支经热处理后检测，各项性能指标都达到了预期要求，另一支成品轧辊还没有进行热处理。对复合轧辊工作层高速钢中钒变质进行了初步的理论分析，用1．Owt％V和1．Owt％+O．3wt％稀土对复合高速钢轧辊进行变质，产生了较明显的打碎网状碳化物的作用并改善了碳化物的分布。从经典凝固理论来看，V变质的变质作用是由于V可以和钢液中的碳在高温下生成大量的Vc质点从而促进了非均质形核。经过热处理后网状碳化物基本上被打碎，碳化物大部分以球状和棒状存在，这样就大大减少了组织偏析，并且大大细化了晶粒。本文还提出了离心铸造高速钢一球墨铸铁复合轧辊可能会出

4、现的非正常失效现象及失效原因进行了分析，并提出了一些预防措施。关键词：高速钢轧辊，球墨铸铁，热处理，变质处理北京科技大学硕士学位论文ResearchofCentrifugalCastingCompositemghSpeedSteelRollsAbstractInthispaper,considerofthematerialsofworktierandthecoreofCentrifugalCastingCompositeHi曲SrleedSteal(HSS)Rolls，wedotheheattreatmentexperimentsoftheHSSandtheSpheroidalGraphit

5、e．Theaimistogainabetterthechnicsofcentrifugalcastingcompositehigh-speedsteelrolls．andtoprovidereferencefortheindustrialmanufactureofthecompositehigh-speedsteelrolls．Atthefoundation,tworollswereproducedaccordingthepastlabexperimentandmanufacan'edata．ThemicrostructureandmechanicalpropertiesWaSmeasure

6、dandequaltotheexpectation．TheHSShavethellighhardnessandtheabradabili眈speciallythehi曲heatendurance．Oneoftheprimereasonsishotquenching,ThecorematerialoftheHSSrollsisSpheroidalGraphite,whichwillbegramcoarsening,seriousdeformation,eV％melting．Therefore,abouttheCentrifugalCastingCompositeHSSRolls’heattre

7、alment,wemustellSlll-ethatworking-levelhigh-sp∞dsteelquenchingeffects．andatthesametimehavetotakec躺ofcorematerial．Soouraimistogainthebestquenchingtemperattme．Intheexperiment，Weresearchedtheeffecttothehigh-sp