轧辊用高速钢铸态组织分析
实验四__高速钢及铸铁显微组织观察
实验四高速钢及铸铁显微组织观察（一）实验目的１．观察各种组织的显微特征，识别石墨的形态与基本类型，从而了解铸铁的力学性能与组织的关系。
２．进一步熟悉金相显微镜的使用。
（二）实验设备！．金相显微镜。
２．各种铸铁的金相试样。
３．金相图谱。
（三）实验原理铸铁由于石墨化程度以及石墨的形态不同，可分为白口铸铁、灰铸铁、球墨铸铁、蠕墨铸铁及可锻铸铁几类。
其中白口铸铁中碳以Ｆe 3Ｃ的形式存在，性质硬而脆，在机器制造业中应用很少。
（1 ）灰铸铁组织特征是在钢的基体上分布着片状石墨，钢的基体有铁素体基体、铁素体--珠光体基体及珠光体基体三种。
（２）可锻铸铁是由白口铸铁经石墨化退火处理而得，其中Ｆe3Ｃ发生分解而形成团状石墨。
按照基体组织不同，可锻铸铁可分为铁素体可锻铸铁和珠光体可锻铸铁。
（３）蠕墨铸铁组织特征是在钢的基体上分布着蠕虫状石墨，钢的基体上主要有珠光体---铁素体基体、珠光体基体。
（４）球墨铸铁组织特征是在钢的基体上分布着球状石墨，钢的基体上主要有铁索体基体、铁素体～珠光体基体及珠光体基体三种。
（四）实验步骤1 ．接观察要求选择目镜和物镜，装在显微镜上。
2 ．将试样磨面对着物镜放在载物台上。
3 ．接通电源。
4 ．慢旋粗调焦手轮，视场由暗到亮，直至看到组织，然后再调微调焦手轮直至图象清晰为止，调节动作要缓慢，不允许试样与物镜相碰。
5．逐个观察试样。
（五）实验结果将观察到的试样组织形态与金相图谱进行分析，在实验报告六上画出试样的组织示意图。
材料________________ 材料________________ 材料________________ 热处理______________ 热处理______________ 热处理______________ 组织_________________ 组织_________________ 组织_________________材料________________ 材料________________ 材料________________ 热处理______________ 热处理______________ 热处理______________ 组织_________________ 组织_________________ 组织_________________（六）思考：1.根据试样结果分析影响铸铁力学性能的因素。
轧辊知识简介
轧辊知识简介一、铸铁系轧辊铸铁系轧辊的含碳量在2.5%—3.5%左右，按主要材质可分为普通铸铁轧辊、高镍铬无限冷硬复合铸铁轧辊、高铬复合铸铁轧辊和合金球墨铸铁轧辊四大类。
铸铁轧辊中常见的组织可分为基体、渗碳体、石墨三大类，基体组织主要氏体、铁素体、珠光体、贝氏体和马氏体，石墨在铸铁中的形态一般有片状和球状两种.1、普通铸铁轧辊普通铸铁轧辊可分为冷硬铸铁轧辊，中、低合金无限冷硬铸铁轧辊，中低合金球墨铸铁轧辊，冷硬铸铁是利用铁水自身过冷度和模具表面激冷的办法获得的一种铸铁其辊身表面激冷而生成白口层，硬度高、耐磨性好。
冷硬铸铁轧辊按制造工艺和芯部材质可分为非球铁、球墨复合、和球芯三大类。
无限冷硬铸铁轧辊是介于冷硬铸铁和灰口铸铁之间的一种材质，其辊身工作层基体组织中存在着石墨，并且辊身工作层与芯部没有明显的分界线。
普通铸铁轧辊主要用于叠轧薄板轧机、三辊劳特式中板轧机、线材轧机、棒材轧机及型钢轧机用辊。
2、高镍铬无限冷硬铸复合铁轧辊无限冷硬铸铁是界于冷硬铸铁和灰口铸铁之间的一种材质，无限冷硬铸铁轧辊辊身工作层集基体组织中存在着均匀分布的石墨，石墨的含量从辊身表面往里随深度的增加而提高，硬度随之降低，因此，辊身工作层与芯部没有明显的分界线，也称无界冷硬铸铁轧辊无限冷硬铸铁轧辊材质中含有较高的铬、镍、钼合金元素时为高镍铬无限冷硬铸铁轧辊，采用全冲洗（溢流法）或离心复合浇注工艺生产。
高镍铬无限冷硬铸铁轧辊辊身工作层基体组织中存在较大数量的碳化物，因此有较高的耐磨性，基体组织中石墨的存在，使其具有良好的抗热烈性，被广泛应用做宽、中、厚板轧机和带钢轧机精轧用辊。
3、高铬复合铸铁轧辊高铬复合铸铁轧辊是以含铬12-22%的高铬白口耐磨铸铁为轧辊辊身外层材质，一般以球墨铸铁为轧辊芯部和辊颈材质，采用离心复合浇注工艺而生产的高合金复合铸铁轧。
由于基体中存在板条状的Cr7C3型共晶碳化物、菊花状的Mo2C型共晶碳化物和颗粒状的Cr23C6型二次碳化物，高铬铸铁轧辊具有优异的抗耐磨性能，被广泛应用做热轧带钢连轧机粗轧和精轧前段工作辊、宽中厚板轧机粗轧和精轧工作辊及小型型钢和板材轧机精轧4、合金球墨铸铁轧辊合金球墨铸铁轧辊由于石墨从辊身到芯部呈球状均匀分布，所以抗拉强度大，可经受重载荷，耐磨损性很好。
高速钢轧辊
【原创】高速钢轧辊的性能与应用作者: xucz 发布日期: 2009-04-08 13:46轧辊是钢铁材料生产中的重要构件，而其本身材质开发与应用也十分重要，在此简要概述一下高速钢辊材的发展与应用，抛砖引玉，请大家讨论！1，应用现状轧制过程自动化、连续化、重型化是现代轧制技术的发展方向。
近年来，随着我国汽车、家电、铁路、桥梁、建筑业的快速发展，推动了轧钢工业的迅速发展，对轧材的尺寸精度、表面质量、使用性能也提出了更高的要求，促进了轧制技术的进步，轧辊的工作环境越来越苛刻，轧辊的使用性能要求也越来越高。
如何提高轧辊的使用性能以适应轧钢的需求是轧辊工作者面临的新课题。
上世纪末，高速钢复合轧辊工业应用已经取得成功，高速钢复合轧辊是将工作层和芯部以熔铸方式复合起来的高性能轧辊，工作层具有高硬度、高耐磨性和优异的抗热裂纹性能。
采用锻钢、铸钢或球墨铸铁作为轧辊芯部材料具有较高的强韧性。
高速钢复合轧辊充分发挥了两种材料的性能优势，使用寿命比高铬铸铁轧辊提高3倍以上。
目前，高速钢轧辊主要应用于热轧精轧前段机架，并逐步向后段机架推广，有可能在未来十年内完全取代高铬铸铁轧辊。
高速钢轧辊的使用可以减少换辊次数、降低辊耗和周转量，还可以提高轧制精度、实现无规程轧制，具有广阔的应用前景。
1988年日本首先开始采用高速钢轧辊，美国在90年代初开始引入高速钢轧辊，欧洲起步相对较晚但发展很快，我国大型高速钢复合轧辊还处于研制阶段，关键生产工艺尚未成熟，高速钢复合轧辊的使用也仅限于宝钢等几家大型钢铁企业。
开展高速钢轧辊的制造和使用技术研究，可以为新型高速钢轧辊的推广应用奠定基础，因而具有十分重要的实用价值。
未完，待续......相关回复：作者: xucz 发布日期: 2009-04-08 14:05热轧工作辊的工况条件非常复杂，承受剧烈的机械负荷、热负荷和冷却水的循环作用，因而存在多种损伤形式。
热轧工作辊承受的基本应力可分为三类：1). 机械应力：即在轧制过程中，由轧制载荷而产生的直接剪应力、弯曲应力和为了驱动轧辊克服轧制摩擦力所必需的转矩而产生的扭转剪切应力，尤其是在咬钢和抛钢瞬时产生的机械冲击负荷，加剧了机械应力的作用。
实验七：典型高速钢显微组织观察知识讲解
• 3).淬火（油淬）：未溶碳化物+M（白色隐晶）+Aˊ
• 4).回火：经560℃三次回火，更好的消除Aˊ，使Aˊ分解，使 M变为M回组织为：回火马氏体（罴色）+白色碳化物
• 2.不锈钢（1Cr18Ni9Ti）：淬火后室温下得A新相，A相延伸 到室温（临界温度向下移动）
放大倍数：500× 浸蚀剂：3--5％硝酸酒精
四、实验步骤
1、对已准备好的试样进行观察，并分析其组 织和性能的关系。
2、观察常用高速钢的几种组织的形态。 3、描绘出几种典型组织的组织示意图。 4、简述合金元素加入对于钢的组织和性能的
影响。 5、简述合金钢按照用途分为几种。
• 组织为：单相A组织（有大量孪晶线）
•
材料名称：W18Cr4V 处理过程:铸态
金相组织 ：一次碳化物+鱼骨状莱氏体共晶+δ共析体
放大倍数：500×
浸蚀剂：3--5％硝酸酒精
材料名称： W18Cr4V
处理过程:铸态
金相组织 ：一次碳化物+鱼骨状莱氏体共晶＋δ共析体
放大倍数：500× 浸蚀剂：3--5％硝酸酒精
材料名称：W18Cr4V
处理过程:退火
金相组织 ：碳化物＋索氏体 放大倍数：500×
浸蚀剂：3--5％硝酸酒精
材料名称：W18Cr4V
处理过程:淬火
金相组织 ：隐晶马氏体＋未溶碳化物＋残余奥氏体
放大倍数：500× 浸蚀剂：3--5％硝酸酒精
材料名称： W18Cr4V
处理过程:560℃三次回火
金相组织 ：回火马氏体＋碳化物
典型高速钢显微组织观察
m2高速钢凝固组织的研究
m2高速钢凝固组织的研究m2高速钢是一种常用的高速切削工具材料，具有优良的耐磨性和耐热性。
其凝固组织对于材料的性能和加工性能有着重要的影响。
因此，研究m2高速钢的凝固组织成为了一个重要的课题。
一、m2高速钢的组成和特点m2高速钢主要由碳（C）、硅（Si）、锰（Mn）、铬（Cr）、钼（Mo）、钴（Co）等元素组成。
这些元素的含量和配比对于钢材的性能有着重要的影响。
m2高速钢具有较高的硬度、耐磨性和耐热性，适用于高速切削和冷作模具等领域。
二、m2高速钢的凝固过程m2高速钢是通过熔炼、铸造和热处理等工艺制备而成的。
在熔炼过程中，各种元素在熔体中均匀分布，并逐渐形成凝固晶核。
随着凝固的进行，晶核逐渐长大并形成晶粒。
晶粒的形态和大小对材料的性能有着重要的影响。
三、m2高速钢的凝固组织研究方法研究m2高速钢的凝固组织可以采用金相显微镜观察、扫描电子显微镜观察和X射线衍射等方法。
金相显微镜可以观察到晶粒的形态和大小，以及晶界和相界的分布情况。
扫描电子显微镜可以观察到晶粒的表面形貌和微观结构。
X射线衍射可以确定晶体的晶格结构和晶体的取向情况。
四、m2高速钢的凝固组织结构m2高速钢的凝固组织结构主要包括铁素体、碳化物和其他相。
铁素体是主要的组织相，具有良好的韧性和塑性。
碳化物是高速钢的硬化相，可以显著提高材料的硬度和耐磨性。
其他相包括析出相和固溶相等，对材料的性能也有一定的影响。
五、m2高速钢凝固组织对材料性能的影响m2高速钢的凝固组织对材料的性能有着重要的影响。
晶粒的形态和大小决定了材料的韧性和硬度。
晶界和相界的分布情况会影响材料的强度和耐磨性。
碳化物的形态和分布对材料的耐磨性和耐热性有着重要的影响。
因此，通过调控凝固组织可以改善m2高速钢的性能和加工性能。
六、m2高速钢凝固组织的调控方法调控m2高速钢的凝固组织可以通过熔炼工艺、合金元素的配比和热处理工艺等方面进行。
合理的熔炼工艺可以保证合金元素的均匀分布和凝固晶核的形成。
高速钢轧辊使用效果
高速钢轧辊使用效果摘要：高速钢轧辊具有硬度高、红硬性好、耐磨性好等特点，在轧钢行业获得了广泛应用。
文章综述了高速钢轧辊的成分、组织、性能、制造方法和应用效果以及高速钢轧辊使用中的注意问题。
关键词：高速钢轧辊；基本性能；高速钢轧辊的应用；注意事项1引言随着国内外轧制工艺的成熟，轧钢技术的进步，包括对更高的轧制效果、更高的轧材质量和更低的轧制成本的不懈追求，使轧辊制造技术也在发生飞跃性发展。
我国高速钢轧辊的研究和应用起步晚，但已有多个研制成功的报道[1]。
2高速钢轧辊基本特征和性能高速钢轧辊主要特点：（1）高速钢轧辊通常采用高碳高速钢，碳含量一般在1.5%以上，碳化物含量通常在10-20%。
（2）高速钢轧辊工作层材料含有较高的钒、铬、钼、钨、铌等合金元素，合金元素总量达到16%以上，因此轧辊组织中的碳化物以MC型和M2C型为主，碳化物形态好、硬度高、分布弥散、耐磨性好。
（3）高速钢轧辊具有较好的热稳定性和红硬性，在常规的轧制温度下具有较高的硬度和良好的耐磨性。
（4）高速钢轧辊具有良好的淬透性和淬硬性，从辊身表面到工作层内部的硬度几乎不降，从而确保轧辊从外到内具有同等良好的耐磨性。
（5）高速钢轧辊辊身表面硬度为80-90HSD，硬度不均匀度≤2HSD。
（6）高速钢轧辊芯部材料采用高强度合金球墨铸铁，轧辊辊颈强度高、不易断辊[2]。
3 国内高速钢轧辊使用情况目前国内宝钢、太钢、鞍钢、武钢、中天钢铁等已经在成熟的使用高速钢轧辊，使用经验较丰富，多年前已使用进口高速钢轧辊，同时与国内轧辊制造企业（如武钢轧辊）合作，开发国产高速钢轧辊，使用效果较好。
3.1 宝钢热连轧高速钢轧辊使用效果良好使用高速钢以来，通过努力，在调整了轧机工艺参数，积累了辊面判定技术、解决了辊面缺陷检测及消除后，宝钢热轧单元实现了辊耗的历史性突破，从原来的0.7kg/t下降到了目前的0.4kg/t以下。
高速钢轧辊的平均毫米轧制量是高铬辊的2.2-3.5倍，即使考虑到价格因素，高速钢轧辊的性能价格比也要优于高铬辊。
简述高铬铸铁轧辊的铸造和应用
简述高铬铸铁轧辊的铸造和应用摘要：高铬铸铁轧辊现已广泛应用于热轧中宽带钢精轧机组前架及部分小型棒线、型钢精轧机组，以其良好的耐磨性和抗“斑带”性能广受用户的青睐。
本文对高铬铸铁轧辊的铸造、热处理过程进行简要阐述，对使用中易出现的问题加以分析。
关键词：高铬铸铁轧辊、耐磨、抗“斑带”、铸造、热处理一、高铬铸铁轧辊的生产方式当前，几乎所有的高铬铸铁轧辊均采用离心铸造方式，只是离心机有水平式、立式和倾斜式3中形式。
相比较“溢流法”等以前的生产方式，离心铸造可以使少量的高铬铸铁外壳迅速冷却，以便获得更加细小分散的碳化物组织，且生产效率进一步提高。
轧辊的芯部通常采用高强度球墨铸铁，由于外层的铬含量较高，芯部成份中的硅含量和镍含量应较普通轧辊适当提高，以便减少芯部组织中碳化物含量、增强芯部强度。
通常情况下，为防止外层含量较高的铬成份在浇注芯部时向芯部扩散，要在外层浇注完毕时择机浇入过渡层，过渡层铁水可采用中铬铸铁、半钢、灰铸铁等材料。
浇入的时间、温度和铁水量要进行严格控制。
二、高铬铸铁轧辊的冶金性能在Fe-Cr-C合金中，如果铬的含量超过15%，渗碳体就会变得不稳定，其将会被具有复杂结构的六边形碳化物M7C3代替，该种碳化物被称为铬碳化物，主要成分为铬和铁，可能含有少量的其它合金元素。
高铬铸铁轧辊外层材质的基本特征是显微组织中共晶碳化物以(Cr，Fe)7C3型为主，其显微硬度为1500-1800HV,而渗碳体的显微硬度为1000-1200HV,这也是高铬铸铁轧辊有较强耐磨性能的原因。
高铬铸铁轧辊的主要化学成分(%)为：C2.2～3.4，Cr10～25，Mo0.3～4，Ni0.3～3.0。
铬碳比(Cr／C)决定了高铬铸铁外层组织中碳化物的类型，C、Cr、Mo等元素的含量决定了碳化物的数量。
Ni和Mo的作用一方面是强化基体，另一方面是增加基体组织的淬透性。
对Fe-Cr-C合金系的研究大多基于以下Fe-Cr-C合金相图生产工艺高铬铸铁一般采用感应电炉或电弧炉熔炼，常用的原料为生铁、废钢、回炉料、铬铁、钼铁，镍等。
热处理工艺对轧辊用高速钢显微组织和性能的影响的开题报告
热处理工艺对轧辊用高速钢显微组织和性能的影响的开题报告1. 研究背景和意义：轧辊是金属材料轧制加工中必不可少的零部件之一，轧辊材料的耐磨性、强度、韧性等性能能够直接影响轧制加工的效果和质量。
而高速钢作为轧辊材料之一，因其具有优异的硬度、热稳定性和切削性能优势，被广泛应用于轧辊制造中。
当然，在高速钢制造过程中，热处理工艺是调控其显微组织和性能的重要因素之一。
因此，研究热处理工艺对轧辊用高速钢显微组织和性能的影响，不仅可以为轧制加工提供优质的轧辊材料，还可以为高速钢的制造和应用提供有效的理论支撑。
2. 研究内容和方法：本次研究将采用实验研究的方法，通过对轧辊用高速钢在不同热处理工艺参数下的制备，并对其显微组织和性能进行分析，得到不同热处理工艺参数下高速钢的组织结构和性能差异，以此探讨热处理工艺参数对高速钢性能的影响规律。
具体实验过程如下：（1）制备样品：选取常规高速钢材料（如W6Mo5Cr4V2）为试验材料，根据热处理工艺参数的不同分别制备出一组满足条件的高速钢样品。
（2）显微组织观察：使用光学显微镜、扫描电镜等手段对不同热处理工艺下的高速钢样品进行显微组织观察和形貌描述。
（3）机械性能测试：使用万能试验机等测试设备，对不同热处理工艺下的高速钢样品进行力学性能的测试，如硬度、韧性、拉伸强度等。
（4）数据统计与分析：通过对实验数据的图表展示和统计分析，描述和总结不同热处理工艺对轧辊用高速钢显微组织和性能的影响。
3. 预期结果和意义：通过本次实验研究，我们可以得到以下预期结果：（1）不同热处理工艺会对轧辊用高速钢的显微组织和性能产生不同程度的影响。
（2）选取合适的热处理工艺参数，可以达到优化高速钢材料性能的目的，提高轧辊制造效率和精度。
（3）为高速钢的制造和应用提供可靠的理论支撑，并且具有广阔的应用前景和社会贡献。
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第３Ｏ卷第２期 ２００６年２月 械 工程材料 ｆｏｒ Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ Ｖ０１．３Ｏ Ｎｏ．２
Ｆｅｂ．２００６
轧辊用高速钢铸态组织分析 徐瑞。周智博 （河北省亚稳材料制备技术与科学重点实验室，燕山大学材料科学与工程学院，河北秦皇岛０６６００４）
摘要：利用ＸＲＤ、ＳＥＭ和ＥＤＳ等方法对几种轧辊高速钢铸态组织中碳化物的类型、形态和 分布等进行了研究，并对碳化物的体积分数进行了测定。分析了碳化物对铸态组织的影响以及合 金成分与碳化物类型、体积分数之间的关系。结果表明：轧辊高速钢铸态组织主要由马氏体基体和 少量的残余奥氏体以及ＭＣ型、Ｍ Ｃ型和ＭｚＣ型碳化物组成，其中ＭＣ型碳化物是影响轧辊高速 钢铸态组织的重要因素。碳化物的体积分数随合金碳含量的增加而增加，并在一定程度上受到钨 当量的影响。 关键词：轧辊高速钢；铸态组织；碳化物；碳含量 中图分类号：ＴＧ１４ 文献标识码：Ａ 文章编号：１０００—３７３８（２００６）０２—０００６－０３
Ａｓ－ｃａｓｔ Ｍｉｃｒｏｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ０ｆ Ｈｉｇｈ Ｓｐｅｅｄ Ｓｔｅｅｌ ｆｏｒ Ｒｏｌｌｅｒ ＸＵ Ｒｕｉ，ＺＨＯＵ Ｚｈｉ－ｂｏ （Ｋｅｙ Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ ｏｆ Ｍｅｔａｓｔａｂｌｅ Ｍａｔｅｒｉ ａｌｓ Ｓｃｉｅｎｃｅ＆Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｙａｎｓｈａｎ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，
Ｑｉｎｈｕａｎｇｄａｏ ０６６００４，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅ ｔｙｐｅ，ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ，ｍｏｒｐｈｏｌｏｇｙ ａｎｄ ｃｏｎｓｔｉｔｕｅｎｔｓ ｏｆ ｃａｒｂｉｄｅ ｉｎ ｔｈｅ ａｓ－ｃａｓｔ ｈｉｇｈ ｓｐｅｅｄ ｓｔｅｅｌｓ （ＨＳＳｓ）ｆｏｒ ｒｏｌｌｅｒ ｗｅｒｅ ｓｔｕｄｉｅｄ ｂｙ ＸＲＤ，ＳＥＭ ａｎｄ ＥＤＳ．Ｔｈｅ ｖｏｌｕｍｅ ｆｒａｃｔｉｏｎ ｏｆ ｃａｒｂｉｄｅｓ ｉｎ ｔｈｅ ａｌｌｏｙｓ ｗａｓ ｍｅａｓｕｒｅｄ．Ｔｈｅ ｅｆｆｅｃｔｓ ｏｆ ｃａｒｂｉｄｅｓ Ｏｎ ａｓ－ｃａｓｔ ｍｉｃｒｏｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ｏｆ ＨＳＳｓ ｆｏｒ ｒｏｌｌｅｒ，ｔｈｅ ｒｅｌａｔｉｏｎｓｈｉｐ ｏｆ ｔｈｅ ｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎ ｏｆ ａｌｌｏｙ ｗｉｔｈ ｔｈｅ ｔｙｐｅ ａｎｄ ｔｈｅ ｖｏｌｕｍｅ ｆｒａｃｔｉｏｎ ｏｆ ｃａｒｂｉｄｅ ｗｅｒｅ ａｎａｌｙｓｅｄ．Ｔｈｅ ａｓ￣ｃａｓｔ ｍｉｃｒｏｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ｏｆ ＨＳＳｓ ｆｏｒ ｒｏｌｌｅｒ ｃｏｎｓｉｓｔｅｄ ｏｆ ｍａｒｔｅｎｓｉｔｉｃ ｍａｔｒｉｘ，ａ ｓｍａｌｌ ａｍｏｕｎｔ ｏｆ ｒｅｔａｉｎｅｄ ａｕｓｔｅｎｉｔｅ ａｎｄ ＭＣ，Ｍ６ Ｃ ａｎｄ Ｃ ｃａｒｂｉｄｅｓ．Ｔｈｅ ｍｏｓｔ ｉｍｐｏｒｔａｎｔ ｍｉｃｒｏｓｔｒｕｃｔｕｒａｌ ｆａｃｔｏｒ ｏｆ ＨＳＳｓ ｆｏｒ ｒｏｌｌｅｒ ｗａｓ ＭＣ ｃａｒｂｉｄｅｓ．Ｔｈｅ ｖｏｌｕｍｅ ｆｒａｃｔｉｏｎ ｏｆ ｃａｒｂｉｄｅｓ ｉｎｃｒｅａｓｅｄ ａｓ ｔｈｅ ｃａｒｂｏｎ ｃｏｎｔｅｎｔ ｉｎ ｔｈｅ ａｌｌ０ｙ ｉｎｃｒｅａｓｅｄ，ａｎｄ ｔＯ ａ ｃｅｒｔａｉｎ ｅｘｔｅｎｔ，ｗａｓ ａｆｆｅｃｔｅｄ ｂｙ ｔｕｎｇｓｔｅｎ ｅｑｕｉｖａｌｅｎｔＫｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｈｉｇｈ ｓｐｅｅｄ ｓｔｅｅｌ ｆｏｒ ｒｏｌｌｅｒ；ａｓ－ｃａｓｔ ｍｉｃｒｏｓｔｒｕｃｔｕｒｅ；ｃａｒｂｉｄｅ；ｃａｒｂｏｎ ｃｏｎｔｅｎｔ
１ 引 言 近年来，随着轧钢设备的高速化，轧制操作的高 效能化，轧制产品的形状、尺寸及表面质量的高精度 化，轧钢行业在如何提高轧钢产量减少换辊次数，保 证轧材质量，降低辊耗成本方面进行着不断的努力。 虽然轧钢设备不断改造和轧辊冷却系统不断改进， 但在轧辊使用中仍存在着不同程度的问题。 高速钢复合轧辊的正式采用是１９８８年从日本 开始的，美国随后引入，欧洲起步稍晚［卜引。在总结 研究国外高速钢轧辊应用中的成功经验的基础上， 我国也在高速钢轧辊的制造方法、碳化物形态、热处 理等诸多方面进行了广泛研究 。但由于我国研 收稿日期：２００４一ｌｌ—ｌｌ；修订日期：２００５—０２—１８ 作者简介：徐瑞（１９６１一），男，辽宁阜新人，教授，博士。 ６· 究开发时间比较短，对轧辊用高速钢的研究开发还 不成熟。鉴于此，作者参考了国内外的研究成果，选 择了一系列成分熔制轧辊高速钢，研究了合金成分 对铸态组织、相组成以及硬度的影响，为合理选择轧 辊用高速钢的成分提供一些参考。
２试样制备与试验方法 试验材料的成分见表１。碳含量的设计是根据 定比碳经验规律［８］，采用如下的定比碳计算式： 训（Ｃ）一Ｏ．０３３ｗ（Ｗ）＋Ｏ．０６３ｗ（Ｍｏ）＋ ０．０６０ｗ（Ｃｒ）＋Ｏ．２ｗ（Ｖ）＋Ｏ．１２９ｗ（Ｎｂ） 由于钼的作用和钨类似，但１ （质量分数，下 同）的钼大致可以取代１．９ 的钨，故引入钨当量 Ｗ 一叫（Ｗ）＋１．９ｗ（Ｍｏ）来考察钨、钼含量的变化 对轧辊高速钢铸态组织的影响。高速钢的淬透性主 要取决于铬，因而常规高速钢的铬含量一般不低于 绦瑞．等：轧辊用高速钢铸态组织分析 轧辊高速钢试样的化学成分｛质量分数／ ） ｃｈ帅ｉ州ｃｏｍｐ０ｓｉｔｉ０ｎｓ ｏｆ ｈｉ曲印ｅ Ｅｔｅｅ ｆｏｒ ｒｏｌｌｅｒ（ｍ ｓ／％】
Ｗ Ｍ ｒ，Ｃｒ ｒ ｖ＾ Ｍｎ
４ 另外考虑铬是保证抗氧化性的重要元素．所以 在轧辊用高速钢中铬含量一般不低于ｊ 采用中频真空感应电弧炉情炼，然后分别在粘 土砂型中浇注成尺寸为 ２０ ｍｍ×３００ ｍｎ１的９个 试样，按含碳量的增大顺序编号， 在连接ｘＪＺ一６型显微镜的Ｃ．Ｃ￣２００型图像显微 分析仪上．对经过硝酸酒精溶液赡蚀的试样进行碳 化物体积分数测定。每个试样涮五个视场．取其平 均值 用ＨＶ￣１０００型显微硬度计在５０ ｇ载荷下 测试化台物的显微硬度，加载保持时间为１０ ｓ，用 Ｄ／ＭＡＸ—ｒＢ型ｘ射线衍射仪进行物相分析
３试验结果与分析 ３．１碳化物的组织形态和分布 由图１可见．轧辊高速钢铸态组织的组成物主 要由基体和不同形态碳化物构成 碳化物的形态主 要有的块状、菊花状和条状等 其中，块状碳化物主 要在基体内弥散分布，且比较均匀，也有部分块状碳 化杨在基体晶界处；条状碳化物主要位于基体晶界 附近：菊花状碳化物常互相聚在一起结成网状分布， 类似于共晶团。碳和钒含量较低时．试样中碳化物 以菊花状和块状为主；碳和钒含量较高时，试样中则 条状碳化物增多，菊花 是碳化物减少 由图２可见，高速钢铸态组织中的碳化物主要 为ＭＣ．Ｍ Ｃ和Ｍｚｃ型碳化物。结合前人的研究结 果 ” 得知，块状碳化物为ＭＣ型碳化物，条状碳化 物Ｍ ｃ为型碳化物．菊花状碳化物为Ｍ ｃ型碳化 物 图３为３ 试样中ＭＣ．Ｍ Ｃ和Ｍ．，ｃ型碳化物 的形貌 ３．２碳化物和基体的成分 利用能谱分析对基体及碳化物成分进行分析， 结果表明，弥散分布的细小块状碳化物含有较高含
（ｄ）８：试样 图ｌ轧辊高速钢组磬｛的ｓＥＭ形貌 №１ ＳＥＭ ｍ ｍｓＩ九ｌｃ【ｕｒｅ ｝ｌｓ ｆｏｒ ｒｏｌｌｅｒ ｛ 】ｓ叫ｌｐｌｅ ３ ｃｂ】ｓａｎＴｐｊｅ ４ （ｃ｝ｓａｍｐ ６ （ｄ）ｓａｌｒ ｌｅ ８
量的钒，粗大的菊花状和条状碳化物中含有较高含 量的鹤和铝 钢铁材料中有多种类型的碳化物形成规律，钒 主要形成ＭＣ型碳化物．而钼、钨则可形成ＭＣ、 Ｍｚｃ和Ｍ ｃ型碳化物引。能谱分析表明，含钒较 高时，ＭＣ中主要是钒，而铝和钨的量很少。在低钒 含量的台金中．ＭＣ中含有一定量的钼和钨。具体
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ｌｌｌ》条状碳化抽 图３ ３＃试样中不同碳化物的形貌 Ｆ ３ Ｍ０ｒｐＩ－ｏｈ ｒ ｏｆｑｒｈｉｄｅｉｎ蛆ｍ ｅ ３ ａ】ｎｕｂ ａｎｄ ｃｈｒｙｓａｎｔｋｅｍｕｍ－ｌｉｋｅ ｃａｒｂｉｄｅ（ｂ１ ｓｔｉｅｓ盟 ｄｅ
表现在组织上为条状的碳化物量增多（图】ｄ） 即 当钒含量较低时，ＭＣ和Ｍ Ｃ数量较多，其中ＭＣ 中含有钒、钼和钨，而Ｍ Ｃ和Ｍ ｃ中主要含有钼和 钨，也就是说．在低钒含量的合金中．钼和钨主要形 成ＭＣ和Ｍ。ｃ，少部分形成Ｍ Ｃ；而在高钒含量时． ＭＣ中主要含有钒，钼和钨主要形成［ｖＩ：Ｃ，一部分形 成了Ｍ Ｃ， ３．３碳化物的体积分数 ｌ ～９ 斌样中碳化物的体积分数分别为 ｌ１．０ｌ ，１３．８８ ．１ ４．９ ，１ ５．０３ ，ｌ３．１４％． １５．０５ ，２Ｏ．７１％，２０．７ｇ 和２１．（）８ 。可见轧辊 高速钢铸态组织中碳化物的体积分数总体趋势是随 台金碳含量的增加而增加 对比４ 与５ 试样发 现．合金碳含量相差很小，但由于４ 试样的钨当量 （Ⅳ 一１２．５）大于５ 试样（ｗ 一ｌ０． ），因此，表现 在碳化物的总量上，４ 试样碳化物的体积分数要大 于５ 试样。由此可知，轧辊高速钢铸态组织中碳化 物的体积分数主要取决于合金碳含量，同时．钨当量 对碳化物的体积分数也有一定的影响。 钒含量对合金中碳化物数量有很大影响，当钒 含量从５．５ 增加到７．０％时．碳化物的总量则由 １ ３ ～１ ５ 增加到２０ 以上 主要原因可能是高 钒含量时，利于钼和钨形成Ｍｚｃ。由于形成同样体 积的碳化物时，形成Ｍ ｃ要比形成Ｍｃ消耗更少的 碳．使得合金具有相同或相近碳含量时．可形成更多 的碳化物 ３．４基体与碳化物的硬度 由于在材料成分设计时考虑了碳与合金元素的 配人比，在铸态组织中基体所溶解的合金元素总量 和碳量基率保持不变 由表２可见．在钒含量相同 的试样中基体的显微硬度随钨当量和铬含量的增加 而增加 表２碳化物和基体的显馓硬度（Ｉ－Ｄ，；） Ｔａｂ，２ Ｍｌｃｒｏ＿ｈａｒｄ＿１ ｓ｛ＨＶ】ｏｆ ｄｅ ａｎｄ ｍａｔｒｉｘ ｉｎ｝ 根据能谱分析，ＭＣ中主要含有钒，其次为钨、 铬，铁、钼和铌，而 ｃ型和Ｍ ｃ型碳化物中的主 要合金元素是钨、钼，其次为钒、铬和铁 通过正交 分析得知，影响ＭＣ硬度的因素主要是合金中的钒 含量，当台金中含钒达５．５％时．ＭＣ硬度最高；而 影响Ｍ ｃ硬度的因素主要是钨当量，当合金中钨当 量达到１ ２．５ 时Ｍ Ｃ硬度最高，Ｍ ｃ的硬度在所 研究的台金成分范围内变化不大。
４结论 （１）轧辊高速钢铸态组织主要由马氏体和残余 奥氏体以及不同形态的碳化物组成 碳化物主要是 ｆ下转第ｌ２页）