高速鋼軋輥具有使用時間長、軋制的材料表面平整、厚度均勻等優(yōu)良性能。目前工業(yè)上多采用離心鑄造法來制備高速鋼軋輥的輥環(huán)，其制備工藝簡單、成本低廉，但是由于軋輥用高速鋼材料中含有較高的Cr、V、W、Mo 等合金元素，因此凝固過程中在離心力的作用下，易發(fā)生成分偏析，使得輥環(huán)外層(工作層) 的使用性能較內(nèi)層(非工作層) 要低。采用電渣重熔法來制備高速鋼軋輥材料，并采用適當?shù)淖冑|(zhì)劑，完善了組織。他們以回收的廢高速鋼為原料，配置M2高速鋼軋輥材料，采用贛州龍釔稀土材料公司生產(chǎn)的釔基重稀土復(fù)合變質(zhì)劑(產(chǎn)品型號YFB)，通過真空中頻感應(yīng)爐澆鑄自耗電極棒，澆鑄過程中加入變質(zhì)劑，變質(zhì)劑的重量按照高速鋼重量1%進行配比，然后再將制備好的電極棒進行電渣重熔，使用CaF2-Al2O3-CaO 三元渣，制備出Ф110mm×300mm 的高速鋼軋輥鑄錠。高速鋼軋輥鑄錠經(jīng)過熱處理：800℃退火+ 1050℃淬火+兩次550℃回火。
金相檢測發(fā)現(xiàn)，未添加變質(zhì)劑的高速鋼試樣中，呈漁網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。其共晶碳化物在晶界處富集，以魚骨狀為主，只有少量的顆粒狀共晶碳化物分布于晶粒內(nèi)；而在添加了變質(zhì)劑的高速鋼試樣中，共晶碳化物形貌發(fā)生了改變，同時晶粒內(nèi)共晶碳化物增多，晶粒變得比較細小。經(jīng)過退火、淬火、回火熱處理后，添加了變質(zhì)劑的試樣共晶碳化物網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)進一步被打斷；相比未添加變質(zhì)劑的高速鋼試樣，共晶碳化物變得細小，顆粒狀共晶碳化物數(shù)量增加，分布均勻，呈網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)斷裂的趨勢。與此相應(yīng)，沖擊韌性由原來的8.7J/cm2 增加到9.8J/cm2。
采用電渣重熔的方法制備高速鋼材料，熔煉過程中水冷結(jié)晶器冷卻帶走熱量，所以其冷卻速率較普通的離心鑄造要快的多，使初生晶粒細化，同時枝晶的多次分枝及枝晶間距的減小，使得高速鋼試樣中有部分共晶碳化物網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)發(fā)生斷裂。加入變質(zhì)劑后，形核顆粒增加，起到凈化鋼液的作用，在接下來的凝固過程中，能夠減少晶界處共晶碳化物的生成，達到細化晶界處共晶碳化物的目的。此外，添加了變質(zhì)劑的試樣中晶界處的M7C3型共晶碳化物，經(jīng)過熱處理后分成細小的M2C 和 M6C 型共晶碳化物，因此熱處理后使試樣的共晶碳化物網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)進一步發(fā)生斷裂。
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