电磁离心铸造高速钢轧辊组织及性能研究

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1、本文采用自制的电磁离心铸造机，制备了新型高速钢轧辊的耐磨层部分。利用光学显微镜(OM)、扫描电子显微镜(SEM)、能谱分析(EDS)、X射线衍射(XIm)等分析手段，并通过硬度试验、冲击试验及磨损试验，对普通砂型铸造、离心铸造及电磁离心铸造三种方法下制造的高速钢轧辊耐磨层铸态、热处理后组织与性能以及耐磨性进行了系统研究，着重研究了磁感应强度对高速钢轧辊组织与性能的影响。实验研究结果表明：高速钢凝固组织主要由共晶碳化物(MC+M2C+M7C3+M23C6)+马氏体+残余奥氏体组成，加入电磁场后，组织中晶界处碳化物减少，晶内碳化物增多，

2、且晶界处网状、菊花状碳化物被打碎，使其向颗粒状、小块状转变，从而有效改善了钢中碳化物的形态和分布，细化了晶粒，也使组织中C、Cr、W、Mo、V等合金元素分布更加均匀，减小了合金元素及MC型碳化物的偏析，且随着磁感应强度B的增加，共晶莱氏体数量不断增加，共晶莱氏体碳化物的板条变细，间距增大。随着热处理淬火温度由1050℃升高至1200℃，高速钢组织中析出二次细小的碳化物不断增多，并在晶内弥散、均匀分布，高速钢的硬度、冲击韧性等力学性能不断提高，耐磨性也逐渐升高。随着磁感应强度B由OT增大到0．15T，高速钢的硬度、冲击韧性值和耐磨性均

3、呈现先增大后减小的现象：当磁感应强度B=0．10T时，高速钢的力学性能及耐磨性较普通砂型铸造和离心铸造高速钢有显著提高，相对耐磨性是标准试样的1．8倍；但当磁感应强度B=0．15T时，高速钢的力学性能和耐磨性反而下降，此时与普通砂型铸造高速钢的性能相接近，当磁感应强度B=0．10T，热处理工艺为淬火温度1200"C+560。C两次回火时，高速钢的组织性能、力学性能及耐磨性达到最佳。采用电磁离心铸造高速钢轧辊耐磨层，可有效改善高速钢的组织中碳化物的形态和分布、细化晶粒、减少合金元素偏析，从而提高了高速钢轧辊耐磨层的硬度、韧性及耐磨性。

4、关键词：电磁离心铸造高速钢轧辊显微组织力学性能耐磨性AbstractInthedissertation，anewwearresistantlayerofhighspeedsteelrollwaspreparedbyself-madeelectromagneticcentrifugalcastingmachine．Throughhardnesstest，impacttestandweartestandbymeansofOpticalmicroscope(OM)，scanningelectronmicroscopy(SEM)，energ

5、yspectrumanalysis(EDS)，X-raydiffraction(XRD)，themicrostructure，propeniesandwearresistanceofthewearresistantlayerforhi曲speedsteelrollmadeofsandcasting，centrifugalcastingandelectromagneticcentrifugalcastinginas-castandheat—treatedwerestudied．Theeffectsofmagneticinduction

6、intensityonthemicrostructuresandpropertiesofthewearresistantlayerwereespeciallyresearched．Theexperimentresultsindicatedthat：thesolidificationmicrostructuresofhighspeedsteelweremainlycomposedofeutecticcarbides(MC+M2C+M7C3+M23C6)，martensiteandresidualaustenite．Whenadding

7、toelectromagneticfields，carbidesingrainboundaryreduced，intragranularcarbideincreased，carbidesCanbechangedfromgrainboundarynetwork,daisy—liketothegranularandsmallblock．Itcouldimprovetheshapeanddistributionofcarbideseffectivelyinmaterial，andalsofinegrain．Electromagneticf

8、ieldsCanmakeC，Cr,W'Mo，Vdistributedmoreevenly，reducingthesegregationofalloyingelementsandtheMC-typecarbide．Withthemagn