淬火與回火工藝對軋輥用高速鋼性能的影響

宋麗紅（山西經濟管理干部學院，太原 030000）

淬火與回火工藝對軋輥用高速鋼性能的影響

宋麗紅
（山西經濟管理干部學院，太原 030000）

文章分析了淬火溫度、淬火冷卻方式、保溫時間、回火溫度、回火次數等熱處理工藝，為實際生產提供理論數據支持。

高速鋼軋輥；淬火；回火

傳統高速工具鋼和高速鋼軋輥無論是在工藝方面還是成分方面都有很大的不同，因此在其熱處理工藝也不同。本文對高速軋輥用鋼的淬火和回火工藝進行了研究。

1　試驗材料和方法

高速鋼用250kg堿性中頻感應電爐采用不氧化法熔煉。試驗用高速鋼化學成分為（質量分數，%）∶C1.45，Si0.65，Mn0.71，P0.011，S0.025，Cr5.4 9，Ni1.12，M o3.05，V4.88，W0.03，Nb2.21。

2　分析淬火工藝對高速鋼軋輥性能的影響

2.1淬火溫度對高速鋼軋輥性能的影響

根據Pellizzari等人［1］的CCT曲線，本文將淬火溫度范圍選為950℃-1200℃，鹽冷淬火，為保證試驗的準確性，取兩組試樣進行對比分析。經測驗隨淬火溫度升高，硬度先上升后下降，試樣一、試樣二的硬度均在1075℃出現最大值。淬火溫度低于1075℃時，由于固溶狀態下溶解的碳與合金元素較少，淬火后硬化程度低。其后隨淬火溫度升高，硬度降低。原因是固溶的C和合金元素量過多，Ms點下降［2］，淬火后殘余奧氏體量增加，導致硬度降低。

2.2冷卻方式對高速鋼軋輥性能的影響

圖1分析研究了油冷、空冷、霧冷、鹽浴冷卻（鹽冷）四種冷卻方式對高速鋼硬度的影響。鹽冷和霧冷條件下，淬火溫度對硬度影響類似，油冷達到最高硬度的淬火溫度最低，空冷淬火溫度最高。因為相同淬火溫度下，油冷冷速快，淬火后得到的殘余奧氏體相對較多［3］。

2.3高速鋼軋輥的淬透性

圖2分析了在淬火溫度1075℃時，冷卻方式對高速鋼軋輥淬透性的影響。油冷淬透性最好，霧冷與鹽冷次之，空冷最差。空冷淬火，離冷卻端表面約30mm時，硬度值已低于60。而在通常情況下，軋輥材料工作層要不小于30mm。

圖2　冷卻方式對高速鋼軋輥淬透性的影響

3　回火工藝對高速鋼軋輥性能的影響

3.1回火溫度與回火次數對高速鋼軋輥性能的影響

如圖3，回火溫度（T回）＜350℃，馬氏體（M）中碳化物基本不析出，硬度變化不大。350℃≦T回＜500℃時，碳化物析出較少，不形成彌散強化，使M固溶C含量減少，硬度降低。T回=500℃時，硬度達到最大。此時碳化物析出較多，M轉化為回火M，部分殘余奧氏體又轉化為M。T回＞500℃，碳化物聚集長大，硬度下降。經過一次回火，硬度已接近峰值，再次回火硬度不會再提高。而經三次回火后，由于碳化物的聚集長大，硬度會降低。

圖3　鹽冷淬火后回火工藝對高速鋼軋輥硬度的影響

3.2合理控制回火的溫度

Lee等人［4］研究表明在500℃左右進行回火，高速鋼軋輥不會產生過多的磨損量，有較好耐磨性；回火溫度升高，耐磨性下降。但在500℃左右進行回火，高速鋼軋輥試樣的表面粗糙度隨試樣旋轉次數增加而明顯增大。

4　總結

不同淬火冷卻方式對高速鋼軋輥硬度影響不同；回火溫度500℃時材料硬度達峰值；確定最佳的回火溫度需綜合考慮耐磨性、軋輥表面粗糙度等多方面因素。

［1］Pellizzari M，Cescato D，Straffelini G，et a1.Studio del trattamento termico di acciai rapidi per cilindri di laminazione a caldo［J］.Ija Metallurgia Italiana，2008（04）:7-13.

［2］劉佐仁.淬火溫度對高速鋼力學性能的影響［J］.鋼鐵，2001，36（07）:54-57.

［3］符寒光，汪長安.高速鋼軋輥熱處理工藝［J］.金屬熱處理，2010，35（09）:60-65.

［4］Lee J H，Oh J C，Park J W.Effects of tempering temperature on weal resistance and surface roughness of a high speed steel roll［J］.ISU Intemational，2001，41（08）:859-865.

10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.18.028

宋麗紅（1987-），女，山西太原人，碩士研究生，助教，研究方向:金屬熱處理及焊接工藝。