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高速鋼中含有較多的W、Cr、Mo和V等元素,而這些元素及其形成的碳化物密度差大,在普通離心鑄造條件下,高速鋼軋輥元素偏析嚴重。日本川崎制鐵公司分析了離心鑄造高速鋼軋輥偏析主要是MC型碳化物的偏析,嚴重影響軋輥的耐磨性,研究發(fā)現(xiàn)MC型碳化物主要是一次結晶VC的偏析,因VC與鋼水的密度相差較大所致。防止VC偏析方法是采取添加Nb元素提高MC型碳化物密度,并限制添加偏析元素W和Mo,選擇基本成分2.0%C-6.0%V-7.0%Cr-2.5%Mo,添加1.0%~1.5%Nb進行試驗,其結果由于生成密度較大的MC型復合碳化物(V、Mo和Nb系碳化物),其密度與鋼水密度相接近,使VC減少,有效地控制了離心鑄造高速鋼軋輥的碳化物偏析。但是,無W低Mo高速鋼軋輥紅硬性明顯下降,耐磨性降低。此外,Nb提高鋼的淬火溫度,降低二次硬化峰值出現(xiàn)的溫度,高速鋼鑄造成形過程中Nb系的MC型碳化物較V系的MC型碳化物粗大,




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應用粉末冶金技術中噴霧制粒與熱等靜壓的配合工藝,生產(chǎn)的高速鋼較之傳統(tǒng)方法生產(chǎn)的鋼材具有許多優(yōu)點,如優(yōu)良的機加工性能、韌性、硬度和熱處理后的形狀穩(wěn)定性。應用HIP工藝生產(chǎn)的高速鋼軋輥,與相同成分的鑄造高速鋼軋輥相比,碳化物更細小、均勻,而碳化物的形貌及分布對軋輥的熱疲勞性能、抗剝落性能及韌性起決定性作用,因此HIP高速鋼軋輥的綜合性能明顯優(yōu)于鑄造軋輥。此外,為了進一步提高耐磨性,HIP高速鋼軋輥可采用更高的含碳量和合金含量,仍保持良好的碳化物形貌。用HIP工藝生產(chǎn)高速鋼軋輥時,一般是用鑄、鍛鋼材料制成輥芯,在輥芯外填充好輥身外層所用的高速鋼粉末,抽真空后在1000℃以上高溫和100 MPa以上壓力下燒結成軋輥。由于HIP工藝設備需要耐高壓,受設備限制,HIP工藝還只能生產(chǎn)小直徑的高速鋼軋輥。




3)電渣重熔法(ESR)。電渣重熔是一種廣泛應用于優(yōu)質鋼生產(chǎn)的重熔工藝,初該工藝主要用于脫氧、脫硫,再加上控制凝固的作用,使非金屬夾雜物的分布特性大為改善。其主要優(yōu)勢如下:a) 細化晶粒;b) 減少鋼中非金屬雜質及夾雜;c) 改善鋼的熱加工性能;d) 減少組織的宏觀偏析和觀偏析,改善工具鋼和模具鋼中碳化物分布。近年來,在普通電渣重熔法基礎上發(fā)展起來的旋轉電渣熔鑄法已用于制造高速鋼復合軋輥。旋轉電渣熔鑄法的基本原理是在作為芯部材料的圓柱狀高強度合金鋼周圍放置同心水冷鑄模,并在鍛鋼和鑄模之間放置由高速鋼或半高速鋼制成的自耗電極,自耗電極電渣重熔的同時,鍛鋼軸與結晶器同步旋轉,二者之間的空隙不斷被重熔的高速鋼或半高速鋼鋼液充滿,鋼液將鍛鋼軸表面熔融,


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