高碳高钒高速钢轧辊离心铸件的热处理

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高速钢是Fe-C-Cr-X多元系的铁基合金，其中的X表示包括钨、钼、钒和钴等在内的一组合金化元素。高速钢因为其在高速下切割金属时仍具有很高的硬度而被用作刀具材料，用高速钢来制造热轧机工作轧辊的想法源于高速钢在高温下仍旧具有高硬度的特质。当使用高速钢时，发现轧辊的耐磨损性由于VC类细小的在母材中呈均匀弥散分布的粒状碳化物的存在而得到了改善，而其他的冶金因素则很少有影响。

在热轧机中工作辊的寿命受到轧辊材料的影响。近年来，高碳高钒高速钢（HCVHSS)被用作轧辊材料，以改善轧辊的耐磨性和抗表面粗化能力，并延长工作辊的寿命。研究表明，HCVHSS的性能不仅受到其化学成分和浇注工艺的影响，还受到热处理的影响。目前，商用HCVHSS的热处理工艺已经相当成熟，包括：退火（加热至870～890℃，保温2～4小时，缓冷至535℃，炉冷或空冷至室温）；淬火（预热：加热至790～815℃，保温1小时；奥氏体化：加热至1150～1220℃，保温1～2小时；淬火：空压或正压下淬火至50℃以下，或盐浴或间隙性油淬至540℃，然后空冷至50℃以下）；回火（2～4次，在≥540℃温度下，每次至少2小时）。

用光学显微仪、扫描电镜、反射电子成像仪，X射线衍射仪和硬度及耐磨性试验对C2.2～2.4，V5.5～6.5，Cr4.5～5.5，（W+2Mo）14.0～16.0，Ni1.0～1.4和Nb1.2～1.5（wt%)HCVHSS钢进行的各项研究表明：

这种钢的显微组织中含有马氏体、奥氏体、珠光体和MC,M7C3,M2C类碳化物；

在950～1150℃下经过奥氏体化的母材在空冷后会转变为马氏体，随着奥氏体化温度的上升，硬度增加，而当奥氏体化温度超过1050℃时，硬度开始减小；

在淬火组织中，当温度超过500℃时，残余奥氏体会转变为马氏体，而正是残余奥氏体的存在会造成二次硬化，检测发现，二次硬化促进了材料耐磨性的提高；

在1050～1080℃奥氏体化，在540～560℃回火后的HCVHSS具有最佳的耐磨性，其耐磨性是Ni-Cr铸铁的4倍。

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钒的含量对高速钢的性能有很大影响，特别是耐磨性