退火温度对冷硬低铬钼球铁轧辊组织和硬度的影响

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受铸造工艺的影响，冷硬低铬钼球铁轧辊在铸态具有较大的铸造应力，因此需要进行消除应力退火处理。实践表明，消除应力退火温度，不仅影响铸造应力的消除程度，同时对轧辊的组织的性能产生影响。  2 n+ U) f* L) O# [& }8 q% G" `

    1 试验内容及方法 

    采用工频感应电炉熔炼铁液，底注式浇注工艺，轧辊工作面直径为288ｍｍ，成分见表1。用车床从辊轧冷硬层切取20ｍｍ厚，40ｍｍ宽(径向尺寸)的圆环。将该环切割成若干试样，分别在不同的温度下进行退火热处理，然后观测其金相组织和硬度。 

    2 试验结果 

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    图1为轧辊切环外侧(靠近冷型)和切环内侧(靠近辊芯)的金相组织。图1ａ和图1ｂ表明，轧辊的铸态组织为珠光体、莱氏体和碳化物，切环外侧碳化物量较多、珠光体量较少，切环内侧碳化物量较少、珠光体量较多。试验表明，即使退火温度达到600℃，保温4小时，轧辊组织仍然没有明显变化，如图1ｃ和图1ｄ所示。  

(ａ)铸态外侧(ｂ)铸态内侧

(ｃ)600℃×4ｈ热处理后外侧 (ｄ)600℃×4ｈ热处理后内侧 
图1轧辊金相组织

    图2为铸态及不同热处理后轧辊工作层切环不同位置的硬度。该图表明，轧辊的硬度由切环外侧向内侧逐渐降低。经过热处理后轧辊的硬度降低，随着热处理温度提高其硬度下降幅度增大。当热处理温度达600℃时，硬度下降幅度较大。根据客户对轧辊硬度的要求，我们在生产中选择退火温度为400℃。

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    3 讨论 

    热处理后轧辊硬度降低由三个因素造成。一是金相组织在热处理时发生变化，如碳化物的分解等。根据图1，即使热处理温度达到600℃，轧辊组织仍然没有明显变化，这一结果符合铁合金相〔1〕。由此可见，轧辊硬度降低不是由于金相组织变化引起的。二是在热处理过程中合金元素扩散均匀、过饱和程度降低，即微观组织变化所致。为了确定这一因素的作用，试验测定了试样经过不同热处理后碳化物和珠光体的显微硬度(见图3)。测定结果表明，热处理后珠光体和碳化物的显微硬度都不同程度的降低。这一现象必须要导致轧辊宏观硬度的降低。三是伴随铸造应力消除引起轧辊宏观硬度降低。

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    4 结论 

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    冷硬低铬钼球铁轧辊经过小于600℃的退火热处理后，金相组织没有明显变化，但引起宏观硬度降低。当热处理温度小于450℃时，共硬度降低幅度不大，当热处理温度高于600℃时，硬度降低幅度较大。宏观硬度降低的原因是显微硬度的降低和铸造应力的消除。

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