哈工大热处理原理与工艺大作业-大型锻件冷轧工作辊热处理

1、小组成员：陈帅、李何依、 刘文会、王吉洋、翟晶晶金属热处理工艺学课程作业：大型锻件冷轧工作辊热处理设计1 轧辊：轧辊是轧钢机上的重要零件，利用一对或一组轧辊滚动 时产生的压力来轧碾钢材。 轧辊是由轴头、轧径和轧身三部分组成的，如图所示轧辊简介2大型锻件冷轧工作辊简介 轧辊按对工件的轧制方法分为冷轧工作辊和热轧工作辊。 冷轧工作辊：对工件进行冷轧处理的轧辊。 大型锻件冷轧工作辊有效尺寸：直径300-900mm 3服役条件 -失效方式 -性能要求服役条件 巨大轧制应力 强烈热冲击 强烈的磨损失效方式 表面划伤 粘辊 疲劳剥落和裂纹 使用到最小尺寸性能要求 极高而均匀的硬度 一定的淬硬层深度 高接触

2、疲劳强度 良好抗裂性 高的热冲击强度 良好的耐磨性4基本分类按轧制产品冷轧钢铁轧辊冷轧有色金属轧辊冷轧特种合金轧辊按轧机类型连轧机冷轧辊可逆轧机冷轧辊平整机冷轧辊多轧轧机冷轧辊5冷轧辊用材料整体要求 表面淬火后能获得高的强度、硬度、耐磨性和疲劳极限， 心部有一定强度、硬度、塑性、韧性等成分特点 高碳合金钢，碳含量0.75%1.5%,合金元素3%5%合金元素作用 Cr - 增加钢的淬透性，提高钢的硬度和耐磨性，增加钢的热强性 Mo - 提高钢淬透性和热强性，增加耐磨性6冷轧辊常用材料GBT 13314-2008 79Cr2、 GCr15 、 9Cr2Mo 、 9Cr2MoV、 9Cr3Mo 、

3、8Cr2MoV 、8Cr3MoV、 8Cr5MoV等实验用材料600mm 9Cr2Mo化学成分（%） C:0.850.95 Cr:1.702.10 Mo:0.200.40 Mn:0.200.35 Ni:0.25 Si:0.250.45 P:0.025 S:0.025材料特点 高碳、高铬 锻造温度范围窄 变形抗力大 热塑性较差 白点敏感性高性能要求 90100HS高硬度 良好抗剥落性 良好抗热冲击性 足够韧度、强度8加工工序下料锻造锻后热处理粗加工调质处理半精加工最终热处理精加工9热处理工艺 “三热” 工艺：正火+球化退火+去氢退火 组织：球状珠光体锻后热处理 工艺：淬火+高温回火 组织 : 回

4、火索氏体+颗粒状碳化物调质处理 工艺：淬火+中间冷处理+低温回火 表层组织：回火马氏体十未溶碳化物+ 残余奥氏体最终热处理10热处理工艺锻后热处理目的消除由铸造和锻造所引起的组织不均匀性，得到球状珠光体组织改善碳化物的形态及分布特征，消除网状碳化物扩散由于熔炼方式而在钢中残存的氢来防止白点的产生11热处理工艺锻后热处理工艺 获得片状珠光体，部分消除网状碳化物正 火 获得球状珠光体，改善残存网状碳化物球化退火 预防氢脆和白点去氢退火12热处理工艺调质处理目的彻底消除网状碳化物，得到索氏体组织+颗粒状碳化物提高轧辊的屈强比满足轧径硬度要求13热处理工艺调质处理工艺淬火冷速不能过大注意！ 高碳合金钢

5、淬裂倾向大，加上为整体淬火处理，热应力很大 油冷或喷雾淬火14热处理工艺最终热处理目的要求的组织和表面硬度有效的硬化层深度平缓的硬化过渡区较好的残余应力状态与组织15热处理工艺最终热处理工艺：整体淬火 奥氏体化时间长、温度低，可有效防止晶粒过热低温淬火 减少内外温差，降低淬火应力 终冷温度：5090激冷16热处理工艺最终热处理工艺：中间冷处理目的 将残余奥氏体大部分转变为马氏体 提高表面硬度 稳定轧辊尺寸介质 通常冷轧辊干冰+酒精 大型冷轧辊液氮或液态空气效果 20残余奥氏体6%18% -70残余奥氏体4%13%17热处理工艺最终热处理工艺：低温回火18冷处理后及时回火注意！ 降低淬火后残余应力，降低脆性 保持辊身表面硬度和有效硬层深度 提高耐磨性和稳定组织热处理工艺技术要求轧辊级别辊身表面硬度/HR辊身有效淬硬深度/mm轧径表面硬度/HS直径300直径301600直径601900956108 35509095812108090101512轧辊长度6006011000100120002000允许的软带宽度40506070产品硬度趋势20硬化层深度15mm处硬度95HS质量检查事项“四检”预备热处理前 氢氧氮检测、化学成分检测预备热处理后 进行超声波探伤检查或锤式硬度计进行轧身和轧径的硬度检查调质处理后 沿对