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应用粉末冶金技术中喷雾制粒与热等静压的配合工艺,生产的高速钢较之传统方法生产的钢材具有许多优点,如优良的机加工性能、韧性、硬度和热处理后的形状稳定性。应用HIP工艺生产的高速钢轧辊,与相同成分的铸造高速钢轧辊相比,碳化物更细小、均匀,而碳化物的形貌及分布对轧辊的热疲劳性能、抗剥落性能及韧性起决定性作用,因此HIP高速钢轧辊的综合性能明显优于铸造轧辊。此外,为了进一步提高耐磨性,HIP高速钢轧辊可采用更高的含碳量和合金含量,仍保持良好的碳化物形貌。用HIP工艺生产高速钢轧辊时,一般是用铸、锻钢材料制成辊芯,在辊芯外填充好辊身外层所用的高速钢粉末,抽真空后在1000℃以上高温和100 MPa以上压力下烧结成轧辊。由于HIP工艺设备需要耐高压,受设备限制,HIP工艺还只能生产小直径的高速钢轧辊。


实验材料为含钒、铌的高速钢,其化学成分(质量分数,%)为:3.0V,2.0Nb,3.0W,3.0Mo,5.0Cr,0.8C。试样是在真空条件下用感应炉熔炼,然后在卧式离心机上采用内衬树脂砂的金属模离心铸造φ120mm×140和φ80mm×140mm的试件。铸态试件用线切割机切割成小块的条状试样。将条状试样在不同温度(950、1000、1050、1100、1150和1200℃)下保温1h后油淬,冷却至室温。淬火后的试样分别进行不同温度(500、520、540、575和600℃)保温2h的二次回火试验。
轧辊用高速钢中加入V、Nb元素后,可促进颗粒状碳化物MC的生成,改善碳化物的形状、大小和分布。当V、Nb含量较少时,弥散颗粒状碳化物的数量较少,菊花状碳化物大量生成;当V、Nb含量达到5%左右时,生成的弥散颗粒状碳化物较多,



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二、 铸钢系轧辊
铸钢系轧辊可分为两类:钢轧辊(含碳量0.4-1.4%)和半钢轧辊(含碳量1.4-2.4)钢轧辊含碳量低,故硬度较低,其组织一般由铁素体和珠光体组成,随着含碳量增加,铁素体量减少,珠光体量增加。为提高硬度,可加入Cr、Ni、Mo等合金元素,或者进行特殊热处理,由于钢轧辊具有高的抗拉强度和韧性,适用于轧制温度高、轧制载荷大的开坯轧机或初轧机,也可用做支撑辊。如进行特殊热处理,得到HS90以上的高硬度,亦可用做冷轧工作辊。
半钢轧辊含碳量在铸钢辊和铸铁辊之间,其组织主要由珠光体构成,并含有一定的碳化物,因此,其强度比铸钢轧辊稍高,比铸铁轧辊低,其硬度比一般铸钢轧辊高半钢轧辊的主要特点是内部硬度降落很小,因此,特别适用于制造深孔型轧辊,



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