【摘 要】
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轧辊是轧机的关键零件,是板、带、型材等热轧钢生产过程中的第一大耗材。高速钢轧辊因其添大量Mo、Cr、V、W等合金元素,生成大量高硬度碳化物而具有高的硬度和耐磨性,是目前最先进的轧辊材料。但大型离心复合铸造高速钢轧辊的组织粗大显著影响高速钢轧辊使用寿命,因此,细化离心铸造高速钢轧辊的组织,从而提高高速钢轧辊的性能和使用寿命是高速钢轧辊研究的重要内容。本文以商用高钒高速钢（W2Mo5Cr5V4）轧辊为
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轧辊是轧机的关键零件,是板、带、型材等热轧钢生产过程中的第一大耗材。高速钢轧辊因其添大量Mo、Cr、V、W等合金元素,生成大量高硬度碳化物而具有高的硬度和耐磨性,是目前最先进的轧辊材料。但大型离心复合铸造高速钢轧辊的组织粗大显著影响高速钢轧辊使用寿命,因此,细化离心铸造高速钢轧辊的组织,从而提高高速钢轧辊的性能和使用寿命是高速钢轧辊研究的重要内容。本文以商用高钒高速钢（W2Mo5Cr5V4）轧辊为研究对象,采用Thermal-Calc软件、金相显微镜、X射线衍射仪、扫描电子显微镜、能谱及硬度等分析手段,研究Nb合金化高速钢的凝固组织及硬度、热处理工艺及氧化温度对Nb合金化高速钢组织、硬度和抗氧化性的影响,并分析了Nb对高速钢的凝固组织、热处理过程中的组织和性能变化及抗氧化的影响规律和机制。结果表明:铸态高速钢的组织为马氏体基体上分布大量MC、M6C、M7C3型等共晶碳化物及少量残余奥氏体,共晶碳化物分布在马氏体基体的交界处。当Nb含量为0.5%时,Nb C析出温度略高于共晶温度,对高速钢的凝固组织影响不大;当Nb含量增加到1.0%以上时,Nb C析出温度高于先共晶奥氏体,显著细化凝固组织,硬度随Nb含量的增加而增加;而当Nb含量达到2%时,液相析出Nb C的尺寸粗化,对组织的细化作用减弱并减少了共晶碳化物的析出量。Nb的添加不仅影响高速钢的铸态组织和硬度,还影响其热处理后的组织和硬度。经热处理后,Nb含量为1.5%的高速钢的1040℃淬火后硬度最高为65HRC,490℃回火后硬度为63HRC,硬度下降最少,且增加了可以提高综合性能的二次碳化物数量。高速钢在氧化温度为700℃以下时表现出良好的抗氧化性;而当氧化温度达到800℃时钢的抗氧化性显著恶化。高速钢的氧化增重随Nb含量增加在Nb含量为1%时最小,其抗氧化性最好。Nb对氧化性的影响与Nb对氧化膜形成的均匀性及粗大碳化物对氧化膜的割裂作用有关。
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