半高速钢成品辊试验研究
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由硬度曲线可以看出 : 0 mm ～45 mm 为有效 淬硬层 ,硬度 ≥85HSD; 45 mm ～60 mm 为过渡层 , 60 mm 时的硬度达 65HSD; 70 mm 以上为基体 ,其 硬度达 (45～60) HSD。由此可知半高速钢有效淬 硬层达 45 mm 深 。
取 80 mm 厚的环形试片 ,用线切割设备 ,距 试样表面每 5 mm 取一金相试样 ,共取 20块试样 逐个打硬度 、做金相组织检验 。
关键词 :钢锭模 ;中锰低硅 ;铁素体 ;珠光体 中图分类号 : TG115. 5 + 7 文献标识码 :ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱA
The Research on the Quality Imp rovement of the M edium M n and Low Si Steel Ingot Mold
L iu Y ingwu, L i Chaohua, W e i Gesheng
关键词 :半高速钢 ;冷轧辊 ;表面淬火 ;二次硬化 中图分类号 : TG156. 33 文献标识码 : A
The Experimental Investigation of Finished Roll M ade of Sem i - high Speed Steel
L i Chaohua, L iu Y ingwu
(1)通过该半高速钢轧辊的试验可知 : 该钢 调质淬火温度为 930 ℃,回火温度为 700 ℃较为 合适 。
(2) 该钢表面淬火温度可取 1 060 ～1 090 ℃,回火温度可取 520 ℃。进行两次回火 ,二次硬 化效果显著 。
( 3 )经本工艺处理的半高速钢轧辊的淬硬层 达 60 mm ,有效淬硬层达 45 mm ,硬度达 85HSD
中所析出的碳化物粒子 ;二是回火过程中析出的 弥散分布的二次碳化物的强化作用 。
图 1 两次回火表面硬度分布曲线 Figure. 1 The surface hardness distribution
curve after two times tempering
2 取样及解剖 在 5 m 磨床上进行轧辊磨削 。逐层磨削 ,每
2005年第 4期 (总 110期 )
半高速钢成品辊试验研究
李朝华 刘英武
(北满特殊钢有限责任公司技术中心 ,黑龙江 161041)
摘要 :研究了半高速钢成品冷轧辊的表面淬火工艺参数 。并经解剖分析证明 ,采用该工艺的半高速钢成品 辊的淬硬层深度达到 45 mm ,硬度达到 85HSD 以上 ,完全满足技术要求 。
2 试验方法
组织 变 化 , 又 将 试 样 加 热 到 500 ℃、600 ℃、 700 ℃、800 ℃和 900 ℃,保温 2 h,空冷后进行了 金相组织检验 。
3 检验结果和讨论
3. 1 化学成分 两种钢锭模的化学成分列于表 1。
表 1 两种钢锭模的化学成分 (质量分数 , %) Table. 1 The chem ica l com position of the
13
2005年第 4期 (总 110期 )
以上 。 ( 4 )该钢无论从淬硬层深度还是使用性能都
优于 Cr2、C r3、Cr5系列辊坯 ,市场前景广阔 。 通过本次试验 ,摸索出了半高速钢成品辊调
质 、表面淬火工艺的各项参数 。目前该工艺已应 用于更高一级牌号 8Cr5Mo2SiV 半高速钢成品辊
由图 3和表 1 可知 , BGS钢成品冷轧工作辊 的淬硬层深度高于 Cr2、Cr3、Cr5 系列冷轧工作 辊 ,该材质具有较高的抗事故性能和高的耐磨性 , 毫米轧制量约为 Cr5 材质轧辊的 3 倍 ,具有较为 突出的使用性能 。
表 1 M C5、BGS试料性能对比 Table. 1 The property com par ison of
Abstract: The surface quenching p rocess parameter of the finished cold rolling roll made of sem i - high speed steel has been described in this article. By means of dissection analysis, it is p roved that with this p rocess, the dep th of the quenched layer of the above mentioned rolls can be reached 45 mm , the hardness of which shall be over 85 HSD , which has satisfied w ith the specification.
轧辊辊坯调质状态的组织为细的回火索氏体 组织 。这种组织在感应加热的短时奥氏体化条件 下 ,可以迅速转变为均匀奥氏体 ,而其中的细颗粒 状碳化物也具有一定的稳定性 ,可保留部分未熔 碳化物 ,提高耐磨性 ,是很好的表面淬火的预备组 织。 1. 2 表面淬火
半高速钢 冷 轧 辊 辊 坯 在 表 面 淬 火 前 需 要 预 热 。预热在井式炉中进行 ,预热温度 400 ℃,保温 12 h。表面淬火在双频淬火机床上进行 ,分两段 进行加热 。距非 K端 0 mm ～500 mm 处 ,温度为 1 030～1 060 ℃; 500 mm ～1 300 mm 处 ,温度为 1 060～1 090 ℃。由于加热的温度比较高 ,轧辊 下降速度选为 0. 6 mm / s (正常为 0. 7 mm / s) ,并 取 1 060～1 090 ℃段试样进行解剖 。
Key words: sem i - high speed steel; cold rolling roll; surface quenching; secondary harden
随着轧钢技术和对轧材产品质量要求的不断 提高 ,要求轧辊能适应新的打毛技术和长周期轧 制 ,且具有高的抗事故能力 、好的耐磨性和高的粗 糙度保持性 。而能够满足这些要求的材质主要有 半高速钢和高速钢等合金钢种 。半高速成品冷轧 辊 (BGS)具有淬硬层深 、硬度高 、二次硬化效果显 著 、抗热冲击性能好 、能够在较大的热冲击作用下 保持硬度及组织的稳定性 ,大大提高冷轧辊的使 用寿命等特点 ,使用半高速钢冷轧辊 ,有利于提高 轧机的工作效率 ,降低吨钢辊耗 ,能满足冷轧薄板 业对冷轧辊日益提高的质量要求 ,具有广阔的市 场前景 。
Key words: ferrite; medium M n and low Si steel ingot mold; pearlite
1 前言
中锰低硅钢锭模自试验推广以来 ,一段时间 质量相当稳定 ,但是近几年来 ,钢锭模质量有所下 降 。影响钢锭模使用寿命的因素很多 ,如材质 、钢 锭模结构和使用条件等 ,其中材质是影响钢锭模 使用寿命最直接的因素 [ 1 ] 。本文介绍了增加锰 含量 ,调整钢锭模化学成分从而提高钢锭模使用 寿命的试验过程及试验结果 。
5 mm 打一次肖氏硬度 ,硬度分布曲线见图 2。
大型铸锻件
氏体基体 、细晶粒组织 。能满足要求的高温性能 , 硬度 ≥85HSD。45 mm ～60 mm 为过渡层 。组织 为 :马氏体 +珠光体 +碳化物 。60 mm 时的硬度 达 65HSD。组织和性能过渡平稳 ,避免急剧变化 产生剥落 ; 70 mm 以上为基体索氏体组织 。其硬 度达 (45～60 ) HSD。碳化物不连续分布 ,避免宏 观偏析 ,力学性能满足要求 。
1 半高速钢冷轧辊的主要热处理工艺及参数研 究
通过对一支 540 mm ×3 580 mm 半高速钢 轧辊进行调质 、表面淬火试验 ,研究了半高速钢成 品冷轧辊热处理工艺的各项参数 ,为半高速钢成 品冷轧辊批量生产做了必要的技术准备 ,也为开 发市场促进国内冷轧辊更新换代提供了一手数 据。 1. 1 调质
M C5, BGS exper im en ta l ma ter ia l
材质 淬硬层深度硬度均匀性 碳化物型式
/mm
HSD
抗事 毫米轧制量 故性 / t·mm - 1
MC5 35
±1. 0 以 M7 C3 为主 好
5 163
BGS 45
±1. 0 M7 C3 +VC 优秀 14 000
4 结束语
在井式炉中进行表面淬火后的回火 。进行两 次回火 ,回火后表面硬度分布曲线见图 1。
经过 520 ℃两次回火后 ,淬火组织中较高的 残余奥氏体可降到理想程度 ( 5%左右 ) ,达到了 轧辊对残余奥氏体的要求 。由回火硬度值看出 , 二次硬化硬度范围较接近 ,二次硬化硬度都能达 到 85HSD 以上 。硬度检测结果发现第二次回火 硬度较第一次回火硬度高出 ( 2 ～4 ) HSD。分析 发现 ,二次硬化的效果来自两方面 :一是回火过程
Abstract: Through the pouring p rocess of the mock - up ingot mold under the condition of 800℃ heating, 2 hours holding and air cooling, the cold and heat fatigue m icrostructure of two kinds of materials ingot mold w ith 10 to 40 times heating and cold heating circulation has been measured as well as the variation of the ferrite contents and the thickness of decarburized layer, so that the op tim ized composition of the medium M n and low Si ingot mold, the ratio of M n / Si and the related m icrostructures have determ ined as well.
试制过程中 。
参考文献 1 刘德富 ,尹钟大. 高速钢及半高速钢轧辊. 钢铁 , 2004年 4月
责任编辑 肖红原
提高中锰低硅钢锭模质量研究
刘英武 李朝华 魏革胜
(东北特钢北满特殊钢有限责任公司 ,黑龙江 161041)
摘要 :通过 800 ℃加热 , 2 h保温 、空冷 ,模拟钢锭模的浇钢使用过程 ,测定了两种材质钢锭模加热和冷热循 环 10次 ～40次的冷热疲劳金相组织 ,以及铁素体含量和脱碳层厚度的变化 。从而确定了中锰低硅钢锭模的 最佳成分 、M n / Si比值以及相应的金相组织 。
由此可知半高速钢淬硬层达 60 mm 深 。这 与取片时逐层磨削检测得到的结果一致 。
3 半高速钢轧辊与 M C5轧辊性能对比
取 86C rMoV7、MC3、MC5 材 料 的 试 料 做 与 BGS钢试料相同的性能试验 ,结果见图 3和表 1。
图 2 半高速钢试验辊剥层硬度分布曲线 Figure. 2 The delam ination hardness distribution curve of the sem i - high speed steel experimental roll
在井式炉中进行半高速钢成品冷轧辊辊坯的
收稿日期 : 2005 - 06 - 17 作者简介 :李朝华 (1971 - ) ,女 ,工程师 ,从事工模具钢研究工作 。
刘英武 (1970 - ) ,男 ,工程师 ,从事工模具钢研究工作 。
12
调质 。930 ℃淬火 , 700 ℃回火 。轧辊油冷出炉温 度需低于 150 ℃。
由检验结果可知 ,距淬火表面 0 mm ～45 mm 为有效淬硬层 。组织为 :淬火马氏体 +残余奥氏 体 ,均匀弥散分布的 M7 C3 +VC高合金碳化物 、马
图 3 86CrMoV7、MC3、MC5硬度分布曲线 Figure. 3 The hardness distribution curve of 86CrMoV7, MC3 and MC5
取 80 mm 厚的环形试片 ,用线切割设备 ,距 试样表面每 5 mm 取一金相试样 ,共取 20块试样 逐个打硬度 、做金相组织检验 。
关键词 :钢锭模 ;中锰低硅 ;铁素体 ;珠光体 中图分类号 : TG115. 5 + 7 文献标识码 :ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱA
The Research on the Quality Imp rovement of the M edium M n and Low Si Steel Ingot Mold
L iu Y ingwu, L i Chaohua, W e i Gesheng
关键词 :半高速钢 ;冷轧辊 ;表面淬火 ;二次硬化 中图分类号 : TG156. 33 文献标识码 : A
The Experimental Investigation of Finished Roll M ade of Sem i - high Speed Steel
L i Chaohua, L iu Y ingwu
(1)通过该半高速钢轧辊的试验可知 : 该钢 调质淬火温度为 930 ℃,回火温度为 700 ℃较为 合适 。
(2) 该钢表面淬火温度可取 1 060 ～1 090 ℃,回火温度可取 520 ℃。进行两次回火 ,二次硬 化效果显著 。
( 3 )经本工艺处理的半高速钢轧辊的淬硬层 达 60 mm ,有效淬硬层达 45 mm ,硬度达 85HSD
中所析出的碳化物粒子 ;二是回火过程中析出的 弥散分布的二次碳化物的强化作用 。
图 1 两次回火表面硬度分布曲线 Figure. 1 The surface hardness distribution
curve after two times tempering
2 取样及解剖 在 5 m 磨床上进行轧辊磨削 。逐层磨削 ,每
2005年第 4期 (总 110期 )
半高速钢成品辊试验研究
李朝华 刘英武
(北满特殊钢有限责任公司技术中心 ,黑龙江 161041)
摘要 :研究了半高速钢成品冷轧辊的表面淬火工艺参数 。并经解剖分析证明 ,采用该工艺的半高速钢成品 辊的淬硬层深度达到 45 mm ,硬度达到 85HSD 以上 ,完全满足技术要求 。
2 试验方法
组织 变 化 , 又 将 试 样 加 热 到 500 ℃、600 ℃、 700 ℃、800 ℃和 900 ℃,保温 2 h,空冷后进行了 金相组织检验 。
3 检验结果和讨论
3. 1 化学成分 两种钢锭模的化学成分列于表 1。
表 1 两种钢锭模的化学成分 (质量分数 , %) Table. 1 The chem ica l com position of the
13
2005年第 4期 (总 110期 )
以上 。 ( 4 )该钢无论从淬硬层深度还是使用性能都
优于 Cr2、C r3、Cr5系列辊坯 ,市场前景广阔 。 通过本次试验 ,摸索出了半高速钢成品辊调
质 、表面淬火工艺的各项参数 。目前该工艺已应 用于更高一级牌号 8Cr5Mo2SiV 半高速钢成品辊
由图 3和表 1 可知 , BGS钢成品冷轧工作辊 的淬硬层深度高于 Cr2、Cr3、Cr5 系列冷轧工作 辊 ,该材质具有较高的抗事故性能和高的耐磨性 , 毫米轧制量约为 Cr5 材质轧辊的 3 倍 ,具有较为 突出的使用性能 。
表 1 M C5、BGS试料性能对比 Table. 1 The property com par ison of
Abstract: The surface quenching p rocess parameter of the finished cold rolling roll made of sem i - high speed steel has been described in this article. By means of dissection analysis, it is p roved that with this p rocess, the dep th of the quenched layer of the above mentioned rolls can be reached 45 mm , the hardness of which shall be over 85 HSD , which has satisfied w ith the specification.
轧辊辊坯调质状态的组织为细的回火索氏体 组织 。这种组织在感应加热的短时奥氏体化条件 下 ,可以迅速转变为均匀奥氏体 ,而其中的细颗粒 状碳化物也具有一定的稳定性 ,可保留部分未熔 碳化物 ,提高耐磨性 ,是很好的表面淬火的预备组 织。 1. 2 表面淬火
半高速钢 冷 轧 辊 辊 坯 在 表 面 淬 火 前 需 要 预 热 。预热在井式炉中进行 ,预热温度 400 ℃,保温 12 h。表面淬火在双频淬火机床上进行 ,分两段 进行加热 。距非 K端 0 mm ～500 mm 处 ,温度为 1 030～1 060 ℃; 500 mm ～1 300 mm 处 ,温度为 1 060～1 090 ℃。由于加热的温度比较高 ,轧辊 下降速度选为 0. 6 mm / s (正常为 0. 7 mm / s) ,并 取 1 060～1 090 ℃段试样进行解剖 。
Key words: sem i - high speed steel; cold rolling roll; surface quenching; secondary harden
随着轧钢技术和对轧材产品质量要求的不断 提高 ,要求轧辊能适应新的打毛技术和长周期轧 制 ,且具有高的抗事故能力 、好的耐磨性和高的粗 糙度保持性 。而能够满足这些要求的材质主要有 半高速钢和高速钢等合金钢种 。半高速成品冷轧 辊 (BGS)具有淬硬层深 、硬度高 、二次硬化效果显 著 、抗热冲击性能好 、能够在较大的热冲击作用下 保持硬度及组织的稳定性 ,大大提高冷轧辊的使 用寿命等特点 ,使用半高速钢冷轧辊 ,有利于提高 轧机的工作效率 ,降低吨钢辊耗 ,能满足冷轧薄板 业对冷轧辊日益提高的质量要求 ,具有广阔的市 场前景 。
Key words: ferrite; medium M n and low Si steel ingot mold; pearlite
1 前言
中锰低硅钢锭模自试验推广以来 ,一段时间 质量相当稳定 ,但是近几年来 ,钢锭模质量有所下 降 。影响钢锭模使用寿命的因素很多 ,如材质 、钢 锭模结构和使用条件等 ,其中材质是影响钢锭模 使用寿命最直接的因素 [ 1 ] 。本文介绍了增加锰 含量 ,调整钢锭模化学成分从而提高钢锭模使用 寿命的试验过程及试验结果 。
5 mm 打一次肖氏硬度 ,硬度分布曲线见图 2。
大型铸锻件
氏体基体 、细晶粒组织 。能满足要求的高温性能 , 硬度 ≥85HSD。45 mm ～60 mm 为过渡层 。组织 为 :马氏体 +珠光体 +碳化物 。60 mm 时的硬度 达 65HSD。组织和性能过渡平稳 ,避免急剧变化 产生剥落 ; 70 mm 以上为基体索氏体组织 。其硬 度达 (45～60 ) HSD。碳化物不连续分布 ,避免宏 观偏析 ,力学性能满足要求 。
1 半高速钢冷轧辊的主要热处理工艺及参数研 究
通过对一支 540 mm ×3 580 mm 半高速钢 轧辊进行调质 、表面淬火试验 ,研究了半高速钢成 品冷轧辊热处理工艺的各项参数 ,为半高速钢成 品冷轧辊批量生产做了必要的技术准备 ,也为开 发市场促进国内冷轧辊更新换代提供了一手数 据。 1. 1 调质
M C5, BGS exper im en ta l ma ter ia l
材质 淬硬层深度硬度均匀性 碳化物型式
/mm
HSD
抗事 毫米轧制量 故性 / t·mm - 1
MC5 35
±1. 0 以 M7 C3 为主 好
5 163
BGS 45
±1. 0 M7 C3 +VC 优秀 14 000
4 结束语
在井式炉中进行表面淬火后的回火 。进行两 次回火 ,回火后表面硬度分布曲线见图 1。
经过 520 ℃两次回火后 ,淬火组织中较高的 残余奥氏体可降到理想程度 ( 5%左右 ) ,达到了 轧辊对残余奥氏体的要求 。由回火硬度值看出 , 二次硬化硬度范围较接近 ,二次硬化硬度都能达 到 85HSD 以上 。硬度检测结果发现第二次回火 硬度较第一次回火硬度高出 ( 2 ～4 ) HSD。分析 发现 ,二次硬化的效果来自两方面 :一是回火过程
Abstract: Through the pouring p rocess of the mock - up ingot mold under the condition of 800℃ heating, 2 hours holding and air cooling, the cold and heat fatigue m icrostructure of two kinds of materials ingot mold w ith 10 to 40 times heating and cold heating circulation has been measured as well as the variation of the ferrite contents and the thickness of decarburized layer, so that the op tim ized composition of the medium M n and low Si ingot mold, the ratio of M n / Si and the related m icrostructures have determ ined as well.
试制过程中 。
参考文献 1 刘德富 ,尹钟大. 高速钢及半高速钢轧辊. 钢铁 , 2004年 4月
责任编辑 肖红原
提高中锰低硅钢锭模质量研究
刘英武 李朝华 魏革胜
(东北特钢北满特殊钢有限责任公司 ,黑龙江 161041)
摘要 :通过 800 ℃加热 , 2 h保温 、空冷 ,模拟钢锭模的浇钢使用过程 ,测定了两种材质钢锭模加热和冷热循 环 10次 ～40次的冷热疲劳金相组织 ,以及铁素体含量和脱碳层厚度的变化 。从而确定了中锰低硅钢锭模的 最佳成分 、M n / Si比值以及相应的金相组织 。
由此可知半高速钢淬硬层达 60 mm 深 。这 与取片时逐层磨削检测得到的结果一致 。
3 半高速钢轧辊与 M C5轧辊性能对比
取 86C rMoV7、MC3、MC5 材 料 的 试 料 做 与 BGS钢试料相同的性能试验 ,结果见图 3和表 1。
图 2 半高速钢试验辊剥层硬度分布曲线 Figure. 2 The delam ination hardness distribution curve of the sem i - high speed steel experimental roll
在井式炉中进行半高速钢成品冷轧辊辊坯的
收稿日期 : 2005 - 06 - 17 作者简介 :李朝华 (1971 - ) ,女 ,工程师 ,从事工模具钢研究工作 。
刘英武 (1970 - ) ,男 ,工程师 ,从事工模具钢研究工作 。
12
调质 。930 ℃淬火 , 700 ℃回火 。轧辊油冷出炉温 度需低于 150 ℃。
由检验结果可知 ,距淬火表面 0 mm ～45 mm 为有效淬硬层 。组织为 :淬火马氏体 +残余奥氏 体 ,均匀弥散分布的 M7 C3 +VC高合金碳化物 、马
图 3 86CrMoV7、MC3、MC5硬度分布曲线 Figure. 3 The hardness distribution curve of 86CrMoV7, MC3 and MC5