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探討關(guān)于熱處理工藝研究的論文
1材料成分和技術(shù)要求
1.1技術(shù)要求
（1）軋輥硬度要求調(diào)質(zhì)處理后軋輥工作層厚度250mm,輥面硬度56~58HRC,表面硬度不均勻度≤5HS，工作層硬度落差≤5HS。
（2）軋輥的低倍組織和顯微組織低倍組織要求：不得有氣孔、夾雜、疏松、裂紋等缺陷。金相組織要求：碳化物分布均勻，不得有殘余應(yīng)力和沿晶界分布的網(wǎng)狀碳化物存在。
2工藝分析及試驗研究
2.1工藝分析
Cr12MoV鋼屬于高碳高鉻鋼，含碳和鉻量高，形成了大量的碳化物和高合金度的馬氏體，使鋼具有高硬度、高耐磨性。此外，Cr12MoV鋼中的鉬增加鋼的淬透性并且細化晶粒；釩能細化晶粒增加韌度，又能形成高硬度的VC，進一步增加鋼的耐磨性；鉻又使鋼具有高的淬透性和回火穩(wěn)定性。由于Cr的大量存在，鋼液結(jié)晶時析出的大量共晶碳化物(主要是硬度很高的鉻鐵復(fù)合碳化物(Fe，Cr)7C3)極為穩(wěn)定，常規(guī)熱處理無法細化。即使其經(jīng)壓延后，在較大規(guī)格鋼材中仍保留明顯的帶狀或網(wǎng)狀碳化物，碳化物分布不均勻，而帶狀或網(wǎng)狀碳化物區(qū)是一個脆性區(qū)，其塑性、韌度差，不能承受大的沖擊力，裂紋很容易在這里萌生與擴展，往往成為裂紋產(chǎn)生的主要原因。較大的碳化物周圍常常有空位、位錯等缺陷匯聚，在交變負荷的作用下，這些缺陷進一步聚集和擴展便可萌生疲勞裂紋。碳化物偏析嚴重，在碳和合金元素富集的區(qū)域，鋼的熔點降低，易導致模具熱處理時過熱，使碳和合金元素在奧氏體中溶解度減少，降低淬火后的硬度，且導致碳合金元素富集區(qū)與貧乏區(qū)間產(chǎn)生大的組織應(yīng)力，從而增大模具熱處理后的變形量。為了碎化、細化共晶碳化物，把粗大的枝晶狀共晶碳化物打碎，提高碳化物分布的均勻性，細化碳化物的粒度。—般Crl2MoV使用時都需要進行鍛造和預(yù)先熱處理，以減少碳化物的不均勻分布，為后續(xù)淬火、回火提供優(yōu)良的原始組織。
2.2鑄造工藝
由于矯直輥尺寸較大，根據(jù)工藝分析得知：即使經(jīng)鍛造加工，也很難完全消除網(wǎng)狀碳化物。限于公司設(shè)備條件，很難采用常規(guī)鑄后鍛造工藝，因此設(shè)計以鑄代鍛工藝，即采用水玻璃硬化砂造型，45t電弧爐+20t中頻爐雙聯(lián)熔煉，靜態(tài)澆鑄后熱開箱，經(jīng)特殊的擴散球化等溫退火工藝處理，鑄態(tài)組織、退火組織如圖2所示。粗大連續(xù)網(wǎng)狀碳化物基本消除，僅存部分帶狀碳化物，碳化物等級為5級，硬度檢測為230~250HB,滿足機加工要求。2.3熱處理工藝國內(nèi)Cr12MoV鋼的熱處理工藝有一次硬化法、二次硬化法，根據(jù)工件不同的使用條件可選用不同的熱處理工藝，兩種熱處理工藝均經(jīng)保溫后采用油淬。兩種熱處理方法一般淬火液選用淬火油或硝鹽浴，可以采用單液淬火，也可采用雙液分級淬火，且均能獲得滿意的硬度及耐磨性，但對紅硬性有要求的工件一般選用二次硬化法。根據(jù)矯直輥工作狀況，結(jié)合公司的設(shè)備狀況，選用一次硬化法熱處理工藝。分兩組進行熱處理實驗，一組采用低淬低回工藝，單液淬火，即950~1000℃加熱入油冷卻，200℃回火；另一組采用中淬中回工藝，噴霧淬火，即1020~1050℃左右加熱保溫后噴霧冷卻，380~400℃左右回火。
3試驗結(jié)果分析
3.1國內(nèi)外Crl2MoV金相組織分析
試樣經(jīng)磨制拋光后，用4％硝酸酒精溶液腐蝕，在光學顯微鏡下觀察其組織。兩種熱處理工藝矯直輥的組織均為馬氏體+共晶碳化物，其中共晶碳化物成塊粒狀，碳化物等級為5.0級。兩者相比，中淬中回工藝機體組織在碳化物與基體的界面處存在少量下貝氏體，且碳化物分布更加均勻，碳化物粒度得到細化。與國內(nèi)外Crl2MoV鋼熱處理后的組織對比，德國X165CrMoVl2和國內(nèi)Crl2MoV的組織也為馬氏體+共晶碳化物，但其共晶碳化物成網(wǎng)狀，碳化物等級為7.0級，可見其組織優(yōu)于德國和國內(nèi)其它廠的金相組織。
3.2性能分析
由兩種熱處理工藝矯直輥性能檢測結(jié)果可見，中淬中回工藝雖然硬度尤其是內(nèi)孔硬度低于低淬低回，但沖擊韌性明顯高于低淬低回工藝，是由于中淬中回工藝噴霧冷卻強度低，機體組織中存在少量下貝氏體，而下貝氏體組織卻具有較高強度和韌度，從而增強了矯直輥的抗事故能力。
4結(jié)論
(1)Cr12MoV大型工件采用以鑄代鍛，經(jīng)特殊熱處理工藝是可行的。
(2)Cr12MoV大型工件熱處理采用噴霧淬火+中溫回火性能優(yōu)于其采用低溫油淬+低溫回火工藝。
作者:馬佳 晏宏山 左素敏 單位:唐山科技職業(yè)技術(shù)學院 .唐鋼集團重機公司 唐山不銹鋼有限公司
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