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合金铸钢或锻钢的材质有50CrNiMo或70CrMnMo 等

2018-05-24 18:47 - 织梦58 - 查看:
宝钢1300mm初轧机2号轧机轧辊规格为1350x3100mm,采用合金球铁(成分如表1)制造,确定热处置工艺如下:880-920℃加热,保温42小时,喷雾冷却20分钟,吹风冷却2-4小时,540-580℃回火,保温时间42小时,炉冷。 为了确定最佳回火温度,将一组试样加热到900℃,

  宝钢1300mm初轧机2号轧机轧辊规格为Φ1350x3100mm,采用合金球铁(成分如表1)制造,确定热处置工艺如下:880-920℃加热,保温42小时,喷雾冷却20分钟,吹风冷却2-4小时,540-580℃回火,保温时间42小时,炉冷。

  为了确定最佳回火温度,将一组试样加热到900℃,保温40分钟,开炉门冷却到450℃以下,在分歧温度下进行回火试验,察看金相组织并检测硬度,成果如表5。

  从表3和表4的试验成果能够看出,880℃以上奥氏体化加热,铁素体已全数消融,920℃或大于920℃加热,奥氏体晶粒粗大,不变性添加,导致冷却后残存奥氏体增加,试样硬度下降。为此,把奥氏体化温度确定为880—900℃是比力合适的。

  从表5能够看出,球墨铸铁热处理工艺580℃回火贝氏体量削减,600℃回火硬度下降。考虑到轧辊在现实加热炉中回火时间较长和温度节制精度的现实环境,将轧辊的回火温度确定为540-580℃。

  铬是强碳化物构成元素,合金球铁轧辊中,铬含量跨越0.2%,就会呈现游离碳化物,并使轧辊硬度升高。溶入基体中的铬、锰起到强化基体的感化。因而为了使球铁获得优良的强度和塑性,铬、锰元素一般节制在较低的范畴。

  钼是强烈推进珠光体组织构成的元素,而且细化珠光体组织,大量的钼因为偏析倾向加剧,在晶界上构成高硬度和不变的含钼碳化物的可能添加,将降低球铁的塑性。一般节制在0.8%以下。

  采用以上热处置工艺,批量出产了φ1350 mm合金球铁初轧辊。在轧辊辊身端部切环,察看金相组织为球状石墨和回火索氏体和不大于5%的碳化物,硬度 HB300-330,比铸态硬度提高40-50HB。检测轧辊其他机械机能,并与国外某厂家的φ1360 mm轧辊比力,成果如表6所示。

  出产实践上,采用电弧炉冶炼,节制铁水中的P,S含量,采用炉内喷粉增碳,炉后孕育球化处置及随浇孕育的工艺办法,锻造工艺上辊身部位采用喷涂料金属冷型。获得的铸态组织是平均藐小的球状石墨,基体组织是表2中的第3品种型,即珠光体+10-35%的牛眼状铁素体和少量的碳化物,检测硬度38-40HS。

  热处置工艺为880-920℃加热,喷雾淬火加吹风续冷,540-580℃回火。

  磷在大直径轧辊的出产中,是要严酷节制的元素。在铸铁凝固过程中磷的分派系数是0.2,共晶改变完成后,残留液相中的磷含量相当高,生成二元磷共晶(Fe3P+Y)或三元磷共晶(Y+Fe3C+Fe3P)。磷共晶分布在共晶团晶界上,呈多角形,性质硬而脆,容易形成应力集中,降低了球铁的强度、塑性和韧性。所以对于直径达ψ1350mm的初轧辊来说,磷含量应节制在0.05%以下。

  采用的尝试方式是,在铸态辊身端部切取试样,操纵箱式高温电阻炉在分歧温度加热对试样进行奥氏体化,察看金相组织并检测硬度,来确定最佳奥氏体化温度。在确定的奥氏体化温度下,对试样加热,并空冷,制成回火用原始试样,操纵箱式中温电阻炉进行最佳回火温度的试验,察看金相组织并检测硬度。

  由表6能够看出,自产φ1350 mm合金球铁初轧辊颠末喷雾淬火和高温回火后机械机能目标完全达到了手艺前提所划定的要求。与进口同种规格的合金球铁比力,抗拉强度和伸长率有较着的改善,出格是冲击韧性目标提高较大。这种优良的分析力学机能对提高初轧辊利用中的抗变乱能力有很大的好处。

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  合金球铁初轧辊锻造组织中,石墨藐小平均,但具有大量的牛眼状铁素体,导致总体硬度偏低。若是采用消弭应力退火的热处置工艺(600—650℃),将不克不及无效改善铁素体的分布,提高轧辊的强度,硬度,出格是轧辊的委靡强度。牛眼状铁素体的具有,能够使球铁具有优良的塑性和承受冲击载荷的能力,对于轧辊的利用来说,合金球铁初轧辊经受弯曲委靡过程,在热应力感化下,在辊身概况发生藐小的热裂纹,而且在委靡载荷感化下会敏捷扩展,有时构成环裂而导致辊身断裂。所以提高辊身基体组织的委靡强度是主要的。具有牛眼状铁素体组织的球墨铸铁,委靡裂纹较多的在铁素体基体中扩展,从而减小了裂纹扩展抗力,降低了委靡强度 [3。为此,对于热处置工艺的选择,在考虑现有工艺配备的根本上,采用喷雾淬火和高温回火的工艺,其目标是削减或消弭牛眼状铁素体,添加珠光体的含量,提高基体组织的强度和硬度,使轧辊达到手艺前提所划定的强度和硬度要求。

  本文阐发了大型方板坯初轧机的利用前提和初轧辊的手艺要求,提出采用合金球墨铸铁材质可以或许满足初轧辊的利用要求。喷雾淬火工艺能够无效削减或消弭铸态组织中的牛眼状铁素体,提高轧辊的分析力学机能。通过试验,确定了初轧辊的最佳热处置工艺参数。出产成果表白,采用880-920℃加热,喷雾淬火加吹风续冷, 540-580℃回火的热处置工艺,辊身工作层金相组织为球状石墨加回火索氏体和少量碳化物,抗拉强度大于700MPa,硬度42-48HS。

  锰有益于削减硫的无害感化,而且少量的锰有益于不变和细化珠光体,但高含量的锰溶入奥氏体和碳化物中,使白口化倾向加大。球墨铸铁热处理工艺

  在工艺操作上,环节是严酷节制喷雾冷却和吹风冷却的冷却速度和终冷温度。喷雾冷却速度太高或者终冷温度太低,很容易因为热应力或组织应力导致概况拉应力过大而使轧辊概况呈现裂纹,冷却速度小则晦气于贝氏体组织的改变。要求节制喷雾冷却速度,使轧辊工作层范畴的温度下降到300-450℃,并连结必然时间,在吹风冷却的前提下,完成贝氏体改变。

  碳和硅是次要的石墨化元素,硅的具有促使铁素体的量添加。因为球墨铸铁凝固过冷倾向大,易发生白口组织,要求具有较高的碳当量。碳当量过高有发生石墨漂浮和石墨粗大的倾向。取碳当量为4.0-4.3%为宜。

  按照初轧辊的利用要求,轧辊材质一般有两种选择,一种是合金铸钢或锻钢,一种是合金球墨铸铁。合金铸钢或锻钢的材质有50CrNiMo或70CrMnMo 等,颠末正火处置,金相组织是索氏体,具有较高的强度和必然的塑性和冲击韧性,在初轧机的利用上获得对劲的结果。具有七十年代程度宝钢1300mm方板坯初轧机,其2号轧机利用的是合金球墨铸铁轧辊。因为合金球铁轧辊具有优良的导热性和抗热委靡的能力,在该机架利用中获得了优良的利用结果。轧辊国产化的研制中,若何选择轧辊的化学成分和热处置工艺是面对的次要问题。

  辊身工作层金相组织为球状石墨加回火索氏体和少量碳化物,抗拉强度大于700MPa,硬度42-48HS。完全满足初轧辊的手艺要乞降利用要求。

  对于球墨铸铁出产来说,因为化学成分的分歧,锻造工艺的分歧,其铸态组织是完全分歧的,能够呈现出分歧的机能目标。热处置的目标,就是在于按照轧辊的手艺要乞降利用前提及原始铸态组织环境,用合适的热处置方式来调整基体组织和内应力形态,以使轧辊达到最佳的手艺机能目标和利用结果。

  大型方板坯初轧机是用来轧制板坯和风雅坯,好比宝钢80年代中期投产的1300mm初轧机,设想用来轧制120-250×650-1600mm板坯,200 ×200mm,225×225mm方坯。伴跟着连铸手艺的敏捷成长,初轧机的成长和利用,履历了一个从昌隆、并存到衰亡的过程。90年代以前,是初轧机成长昌隆期间,连续建成750mm以上初轧机19台。90年代当前,连铸比从20%成长到90年代末的90%以上,初轧机和连铸并存,初轧机的功能逐步被代替。90年代末期到此刻,国内连铸比不断连结在90%以上,初轧板坯被连铸所代替,在轧制产物上,初轧机起到一种弥补感化,有的厂家,初轧机处于闲置形态。

  初轧机出产的特点是,一是以钢锭为原料,轧制温度高,钢锭变形量大,导致开坯时轧辊承受大的热冲击,容易形成辊身概况或孔槽底部发生大量的热裂纹。二是压下量大,轧制扭矩大,大型方板坯轧制道次压下量达到80-100mm,轧制压力达到2000-4000吨,最大轧制扭矩达到650-910吨米。三是方坯初轧机轧制负荷小,断辊不是次要问题,要求有较好的耐磨性以提高其轧制量。据此,对于大型方板坯初轧机,提出其手艺要求为,辊身抗拉强度不小于 600MPa,硬度42-48HS,辊颈抗拉强度不小于392MPa。

  镍长短碳化物构成元素,凝固后具有于铁素体和奥氏体中,起到不变奥氏体和细化珠光体的感化,提高了轧辊的强度和塑性。对于珠光体组织的合金球铁,镍含量大多节制在1.5-2.5%的范畴。

  大型合金球铁初轧辊,采用球化优良的铸态组织,颠末喷雾淬火和高温回火,能够获得优良的分析机械机能。