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電渣重熔法制備高速鋼軋輥材料

  高速鋼軋輥具有使用時間長、軋制的材料表面平整、厚度均勻等優(yōu)良性能。目前工業(yè)上多采用離心鑄造法來制備高速鋼軋輥的輥環(huán),其制備工藝簡單、成本低廉,但是由于軋輥用高速鋼材料中含有較高的Cr、V、W、Mo 等合金元素,因此凝固過程中在離心力的作用下,易發(fā)生成分偏析,使得輥環(huán)外層(工作層) 的使用性能較內(nèi)層(非工作層) 要低。采用電渣重熔法來制備高速鋼軋輥材料,并采用適當?shù)淖冑|(zhì)劑,完善了組織。他們以回收的廢高速鋼為原料,配置M2高速鋼軋輥材料,采用贛州龍釔稀土材料公司生產(chǎn)的釔基重稀土復合變質(zhì)劑(產(chǎn)品型號YFB),通過真空中頻感應爐澆鑄自耗電極棒,澆鑄過程中加入變質(zhì)劑,變質(zhì)劑的重量按照高速鋼重量1%進行配比,然后再將制備好的電極棒進行電渣重熔,使用CaF2-Al2O3-CaO 三元渣,制備出Ф110mm×300mm 的高速鋼軋輥鑄錠。高速鋼軋輥鑄錠經(jīng)過熱處理:800℃退火+ 1050℃淬火+兩次550℃回火。
  金相檢測發(fā)現(xiàn),未添加變質(zhì)劑的高速鋼試樣中,呈漁網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。其共晶碳化物在晶界處富集,以魚骨狀為主,只有少量的顆粒狀共晶碳化物分布于晶粒內(nèi);而在添加了變質(zhì)劑的高速鋼試樣中,共晶碳化物形貌發(fā)生了改變,同時晶粒內(nèi)共晶碳化物增多,晶粒變得比較細小。經(jīng)過退火、淬火、回火熱處理后,添加了變質(zhì)劑的試樣共晶碳化物網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)進一步被打斷;相比未添加變質(zhì)劑的高速鋼試樣,共晶碳化物變得細小,顆粒狀共晶碳化物數(shù)量增加,分布均勻,呈網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)斷裂的趨勢。與此相應,沖擊韌性由原來的8.7J/cm2 增加到9.8J/cm2。
  采用電渣重熔的方法制備高速鋼材料,熔煉過程中水冷結(jié)晶器冷卻帶走熱量,所以其冷卻速率較普通的離心鑄造要快的多,使初生晶粒細化,同時枝晶的多次分枝及枝晶間距的減小,使得高速鋼試樣中有部分共晶碳化物網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)發(fā)生斷裂。加入變質(zhì)劑后,形核顆粒增加,起到凈化鋼液的作用,在接下來的凝固過程中,能夠減少晶界處共晶碳化物的生成,達到細化晶界處共晶碳化物的目的。此外,添加了變質(zhì)劑的試樣中晶界處的M7C3型共晶碳化物,經(jīng)過熱處理后分成細小的M2C 和 M6C 型共晶碳化物,因此熱處理后使試樣的共晶碳化物網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)進一步發(fā)生斷裂。

 
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