高速钢轧辊材料淬火工艺研究方法

现代化大型冷带钢轧机已实现无头、半无头轧制，对板带的质量如冷轧板带的表面平整度、厚度差等方面要求越来越高，对工作辊的质量要求也越来越高，无论是对表面硬度还是淬硬层深 度的要求都有较大的提高。冷轧工作辊材质的研究一直备受轧辊界的高度重视，从开始的轴承钢逐渐发展到2%cr、3%cr、5%cr型钢，其发展通常以铬含量的不断提高为基本特征。近年来出现了半高速钢、高速钢轧辊材质，其组织和碳化物的研究已有一些报道。公司的技术人员对一种新的锻造高速钢冷轧工作辊材料的淬火工艺进行研究，分析了淬火温度对高速钢轧辊组织、晶粒度、残余奥氏体和硬度的影响，为冷轧工作辊提供理论及试验基础。试验用新型锻造高速钢轧辊材料采用50kg真空感应炉进行熔炼，然后高温锻造成100mm×100mm×250mm坯料，经700℃、4h退火后试验用原始料。金相试样为15mm×15mm×15mm方块，采用箱式电阻炉进行不同温度加热，空冷淬火。新型锻造高速钢轧辊铸态组织为下贝氏体+莱氏体+少量马氏体+条块状碳化物+颗粒状碳化物，其中大块的条状碳化物为钢液凝固过程中析出的一次碳化物，颗粒状碳化物为冷却过程中从奥氏体中析出的二次碳化物，碳化物含量为3.6%。研究表明：（1）淬火温度影响碳化物的溶解，随着淬火温度的升高，高速钢轧辊淬火组织中碳化物含量逐渐减少。当温度升高至1200℃时，粒状碳化物已基本溶解，仅剩少量块状碳化物。（2）随着淬火温度的升高，高速钢晶粒不断长大。当淬火温度超过1040℃时，晶粒长大趋势明显，淬火温度超过1160℃，晶粒度达4.5级，晶粒粗化已严重。（3）随着淬火温度的升高，残余奥氏体含量不断增加。当淬火温度在1080℃以下时，残余奥氏体含量增加较平缓，随后其含量急剧增加。当淬火温度达到1160℃时，残余奥氏体含量增至38%。因此，从残余奥氏体含量控制方面考虑，淬火温度应低于1080℃。（4）在1040℃淬火时，硬度达到峰值，高可达64.1hrc，此时高速钢轧辊组织、晶粒度、残余奥氏体含量匹配达到很好。（5）新型锻造高速钢轧辊材料淬火温度应选择在1020～1080℃之间。

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