淬火與回火工藝對(duì)軋輥用高速鋼性能的影響

宋麗紅（山西經(jīng)濟(jì)管理干部學(xué)院，太原 030000）

淬火與回火工藝對(duì)軋輥用高速鋼性能的影響

宋麗紅
（山西經(jīng)濟(jì)管理干部學(xué)院，太原 030000）

文章分析了淬火溫度、淬火冷卻方式、保溫時(shí)間、回火溫度、回火次數(shù)等熱處理工藝，為實(shí)際生產(chǎn)提供理論數(shù)據(jù)支持。

高速鋼軋輥；淬火；回火

傳統(tǒng)高速工具鋼和高速鋼軋輥無論是在工藝方面還是成分方面都有很大的不同，因此在其熱處理工藝也不同。本文對(duì)高速軋輥用鋼的淬火和回火工藝進(jìn)行了研究。

1　試驗(yàn)材料和方法

高速鋼用250kg堿性中頻感應(yīng)電爐采用不氧化法熔煉。試驗(yàn)用高速鋼化學(xué)成分為（質(zhì)量分?jǐn)?shù)，%）∶C1.45，Si0.65，Mn0.71，P0.011，S0.025，Cr5.4 9，Ni1.12，M o3.05，V4.88，W0.03，Nb2.21。

2　分析淬火工藝對(duì)高速鋼軋輥性能的影響

2.1淬火溫度對(duì)高速鋼軋輥性能的影響

根據(jù)Pellizzari等人［1］的CCT曲線，本文將淬火溫度范圍選為950℃-1200℃，鹽冷淬火，為保證試驗(yàn)的準(zhǔn)確性，取兩組試樣進(jìn)行對(duì)比分析。經(jīng)測(cè)驗(yàn)隨淬火溫度升高，硬度先上升后下降，試樣一、試樣二的硬度均在1075℃出現(xiàn)最大值。淬火溫度低于1075℃時(shí)，由于固溶狀態(tài)下溶解的碳與合金元素較少，淬火后硬化程度低。其后隨淬火溫度升高，硬度降低。原因是固溶的C和合金元素量過多，Ms點(diǎn)下降［2］，淬火后殘余奧氏體量增加，導(dǎo)致硬度降低。

2.2冷卻方式對(duì)高速鋼軋輥性能的影響

圖1分析研究了油冷、空冷、霧冷、鹽浴冷卻（鹽冷）四種冷卻方式對(duì)高速鋼硬度的影響。鹽冷和霧冷條件下，淬火溫度對(duì)硬度影響類似，油冷達(dá)到最高硬度的淬火溫度最低，空冷淬火溫度最高。因?yàn)橄嗤慊饻囟认?，油冷冷速快，淬火后得到的殘余奧氏體相對(duì)較多［3］。

2.3高速鋼軋輥的淬透性

圖2分析了在淬火溫度1075℃時(shí)，冷卻方式對(duì)高速鋼軋輥淬透性的影響。油冷淬透性最好，霧冷與鹽冷次之，空冷最差?？绽浯慊穑x冷卻端表面約30mm時(shí)，硬度值已低于60。而在通常情況下，軋輥材料工作層要不小于30mm。

圖2　冷卻方式對(duì)高速鋼軋輥淬透性的影響

3　回火工藝對(duì)高速鋼軋輥性能的影響

3.1回火溫度與回火次數(shù)對(duì)高速鋼軋輥性能的影響

如圖3，回火溫度（T回）＜350℃，馬氏體（M）中碳化物基本不析出，硬度變化不大。350℃≦T回＜500℃時(shí)，碳化物析出較少，不形成彌散強(qiáng)化，使M固溶C含量減少，硬度降低。T回=500℃時(shí)，硬度達(dá)到最大。此時(shí)碳化物析出較多，M轉(zhuǎn)化為回火M，部分殘余奧氏體又轉(zhuǎn)化為M。T回＞500℃，碳化物聚集長(zhǎng)大，硬度下降。經(jīng)過一次回火，硬度已接近峰值，再次回火硬度不會(huì)再提高。而經(jīng)三次回火后，由于碳化物的聚集長(zhǎng)大，硬度會(huì)降低。

圖3　鹽冷淬火后回火工藝對(duì)高速鋼軋輥硬度的影響

3.2合理控制回火的溫度

Lee等人［4］研究表明在500℃左右進(jìn)行回火，高速鋼軋輥不會(huì)產(chǎn)生過多的磨損量，有較好耐磨性；回火溫度升高，耐磨性下降。但在500℃左右進(jìn)行回火，高速鋼軋輥試樣的表面粗糙度隨試樣旋轉(zhuǎn)次數(shù)增加而明顯增大。

4　總結(jié)

不同淬火冷卻方式對(duì)高速鋼軋輥硬度影響不同；回火溫度500℃時(shí)材料硬度達(dá)峰值；確定最佳的回火溫度需綜合考慮耐磨性、軋輥表面粗糙度等多方面因素。

［1］Pellizzari M，Cescato D，Straffelini G，et a1.Studio del trattamento termico di acciai rapidi per cilindri di laminazione a caldo［J］.Ija Metallurgia Italiana，2008（04）:7-13.

［2］劉佐仁.淬火溫度對(duì)高速鋼力學(xué)性能的影響［J］.鋼鐵，2001，36（07）:54-57.

［3］符寒光，汪長(zhǎng)安.高速鋼軋輥熱處理工藝［J］.金屬熱處理，2010，35（09）:60-65.

［4］Lee J H，Oh J C，Park J W.Effects of tempering temperature on weal resistance and surface roughness of a high speed steel roll［J］.ISU Intemational，2001，41（08）:859-865.

10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.18.028

宋麗紅（1987-），女，山西太原人，碩士研究生，助教，研究方向:金屬熱處理及焊接工藝。