新型軋輥用高速鋼TTT曲線的測定

趙春梅

（燕山大學材料科學與工程學院，河北 秦皇島 066004）

高速鋼軋輥因其具有高的硬度、高的紅硬性、較好的耐磨性和淬透性等良好的使用性能，近年來，在國內外鋼鐵工業領域得到廣泛應用[1]。軋輥用高速鋼大多為高C和高W鋼，同時，還含有較多的Cr、Mo、V等合金元素，顯微組織中組成相多、組織復雜。為了改善其性能常常需要對其熱處理工藝進行優化[2-4]，熱處理后軋輥能否達到力學性能要求是生產出合格高速鋼軋輥的關鍵。本文以邢鋼集團提供的新型軋輥用高速鋼為研究對象，測定該種高速鋼的TTT曲線，為該鋼熱處理工藝的優化提供理論數據。

1 試驗材料及方法

1.1 試驗材料

本試驗所用試樣材料為邢臺機械軋輥有限公司提供的新型軋輥用高速鋼。

1.2 試驗測量設備和試樣尺寸

實驗使用Formastor-F型全自動相變測定儀，試樣尺寸為Φ3 mm×10 mm，其一端有一Φ2 mm×2 mm的小孔。

1.3 TTT曲線的測定

根據新型軋輥用高速鋼的奧氏體轉變溫度和馬氏體相變溫度，在775～200℃溫度范圍內測定TTT曲線，將該溫度區間分成23個小的溫度區間（25℃為一個溫度區間），將試樣快速加熱到1100℃，保溫5 min然后快冷到測量溫度，進行等溫轉變。測量TTT工藝曲線如圖1所示。試驗所采用的等溫轉變溫度見表1。

圖1 新型軋輥高速鋼試樣測量TTT工藝曲線

表1 測量TTT曲線時采用的等溫溫度

2 實驗結果及分析

奧氏體化溫度取為1100℃，測定的新型軋輥用高速鋼的TTT曲線見圖2。

根據轉變溫度、轉變機理和轉變產物等的不同，奧氏體等溫轉變曲線主要可分成三個區域:高溫區域、中溫區域和低溫區域。

高溫區域的轉變，即過冷奧氏體轉變為珠光體。這個區域的轉變溫度處于從A1以下至曲線鼻尖上部之間。其轉變產物為鐵素體和滲碳體相互交替的層狀組織，即珠光體。隨著轉變溫度的不同，形成的珠光體粗細也不同。當轉變溫度接近A1時，一般形成粗珠光體，接近該區域的下限溫度時，將形成細珠光體或極細珠光體，即屈氏體或索氏體。

圖2 新型軋輥用高速鋼TTT曲線

中溫區域的轉變，即過冷奧氏體轉變為貝氏體。從圖2中可看到，軋輥高速鋼這個區域的轉變溫度處于CCT曲線鼻尖下部400℃至Ms點之間的范圍。實際上在這個溫度區域進行的貝氏體轉變，當轉變達到一定百分率后，轉變便中止進行，使一部分過冷奧氏體未能轉變。未能轉變的奧氏體，稱為殘余奧氏體。等溫轉變曲線的“鼻子”離縱坐標較近，若將鋼從奧氏體化溫度進行連續冷卻時，很容易碰到曲線為鼻尖而首先在高溫區域發生珠光體轉變，因而使貝氏體轉變受到抑止。只有采取從奧氏體化溫度以不碰到曲線鼻尖則冷卻速度（這里取10℃/s）快速冷卻到中溫區域，然后進行等溫處理才能進行貝氏體轉變。中溫區域的轉交產物，是由鐵素體和滲碳體兩相形成的混合組織，從圖中可以看出對新型軋輥用高速鋼來說只形成下貝氏體，在下貝氏體中，粒狀或針狀的滲碳體鑲嵌在鐵素體基體上，這種組織的強度和硬度均較高，且具有好的耐磨性。

低溫區域的轉變，即過冷奧氏體轉變為馬氏體。這個區域的溫度范圍從Ms點至Mf點。當奧氏體剛過冷到Ms點以下，馬氏體轉變立即迅速進行。但如果在同一溫度繼續延長時間，馬氏體量未見增加，而且轉變很快就會終止。所以它和中溫區域轉變相似在低溫區域的給定溫度下，往往轉變不能進行到終了，總留有一部分殘余奧氏體。只有繼續降低轉變濕度，才能使殘余奧氏體繼續向馬氏體轉變。

3 結論

根據新型軋輥用高速鋼的TTT曲線，可以看出，等溫溫度在630～750℃范圍時，等溫組織為珠光體；等溫溫度在190～340℃范圍時，等溫組織為貝氏體；等溫溫度在190℃以下時，等溫組織為馬氏體。

［1］崔忠圻.金屬學與熱處理［M］.北京:機械工業出版社，2000:276-367.

［2］趙建偉，張威，鄒德寧.淬火溫度和冷卻方式對高速鋼軋輥性能的影響［J］.鑄造技術，2005，26（10）:859-875.

［3］那順桑，孫彩鳳，年保國，等.V-Cr-Mo-Nb-W高速鋼回火抗力的研究［J］.金屬熱處理，2006，31（7）:64-66.

［4］孫大樂，范群，姚利松.奧氏體保溫時間對高速鋼工作輥組織和耐磨性的影響［J］.金屬熱處理，2005，30（12）:9-12.