高速鋼熱軋輥具有使用壽命久、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(lái)制備熱軋輥的輥環(huán)，其制備工藝簡(jiǎn)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(guò)程中在離心力的作用下，極易發(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(lái)制熱軋輥材料，并采用適當(dāng)?shù)淖冑|(zhì)劑，有效的免除了通常離心鑄造法易造成的內(nèi)外層成分偏析，改良了組織，上升了性能，取得了良好的成效。
金相檢測(cè)發(fā)現(xiàn)，未添加變質(zhì)劑的高速鋼試樣中 ，共晶碳化物組織粗大，呈漁網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。其粗大的共晶碳化物在晶界處富集，以魚(yú)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(shí)晶粒內(nèi)共晶碳化物增多，晶粒變得比較細(xì)小。經(jīng)過(guò)退火、淬火、回火熱處理后，添加了變質(zhì)劑的試樣晶碳化物網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)進(jìn)一步被打斷; 相比未添加變質(zhì)劑的高速鋼試樣，晶碳化物變得越加細(xì)小，顆粒狀共晶碳化物數(shù)量增加，分布越加均勻，網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)斷裂的趨勢(shì)越加明顯。與此相應(yīng)，沖擊韌性由原來(lái)的8.7J/cm2 增加到9.8J/cm2。采用電渣重熔并在重熔過(guò)程中加入變質(zhì)劑能上升高速鋼的沖擊韌性和抗彎強(qiáng)度。
采用電渣重熔的方法制備高速鋼材料，熔煉過(guò)程中水冷結(jié)晶器循環(huán)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，因此，形核率得到上升、使初生晶粒得到細(xì)化，同時(shí)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，能夠大大的促進(jìn)晶粒內(nèi)生成高硬度、高溫穩(wěn)定性較強(qiáng)的顆粒狀的 MC 型共晶碳化物; 同時(shí)加入變質(zhì)劑能夠去掉鋼中的 S 和 O 元素，起到凈化鋼液的作用，在接下來(lái)的凝固過(guò)程中，能夠抑制晶界處共晶碳化物的生成，達(dá)到細(xì)化晶界處共晶碳化物的目的。此外，添加了變質(zhì)劑的試樣中晶界處粗大的 M7C3 型共晶碳化物，經(jīng)過(guò)熱處理后分解生成細(xì)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(jìn)一步發(fā)生斷裂。上述組織的改良，使得材料的沖擊韌性得以上升。 |
