钢构工程施工问题及解决方案 在钢结构施工过程中，需要加强对技术人员、工人对规范标准和操作规程的培训学习，切实做好开工前的准备，加强施工过程中质量的监督检查，积极发挥施工、监理等各方面的作用，切实做好各项工程的工序验收工作，才能保证钢结构工程的整体质量。以下是钢结构工程施工问题及解决方法： ????(一)构件的生产制作问题 门式钢架所用的板件很薄，最薄可用到4毫米。因为用火焰切割会使板边产生很大的波浪变形。目前H型钢的焊接大多数厂家均采用埋弧自动焊或半自动焊。如果控制不好宜发生焊接变形，使构件弯曲或扭曲。多薄板的下料应首选剪切方式而避免用火焰切割。 ??(二)钢结构安装问题 ?????(1)应用定型卡盘将预埋螺栓按设计位置卡住，以防浇灌混凝土时发生位移;柱低钢板预留孔应放大样，钢柱位移预控措施浇筑混凝土基础前，确定孔位后再作预留孔。 ?????(2)对垂直偏差，应在固定前予以修正。柱垂直偏差过大预控措施钢柱应按计算的吊挂点吊装就位，且必须采用二点以上的吊装方法，吊装时应进行临时固定，以防吊装变形;柱就位后应及时增设临时支撑。 ?????(3)如采用二次灌浆法，在柱脚底板开浇灌孔(兼作排气孔)，利用钢垫板将钢柱底部不平处垫平，并预先按设计标高安置好柱脚支座钢板，然后采取二次灌浆。钢柱底脚有空隙预控措施钢柱吊装前，应严格控制基础标高，测量准确，并按其测量值对基础表面仔细找平。 ?????(三)柱脚安装问题 ?????(1)锚栓连接问题现象：部分未露2～3个丝扣的锚栓。柱脚锚栓未拧紧，垫板未与底板焊接。措施：应采取焊接锚杆与螺帽;以防失火时影响锚固性能，应补测基础沉降观测资料。在化学锚栓外部，应加厚防火涂料与隔热处理。 ?????(2)预埋件(锚栓)问题现象：直接造成钢柱底板螺栓孔不对位，造成丝扣长度不够。整体或布局偏移，标高有误，丝扣未采取保护措施。措施：必须复核相关尺寸及固定牢固。钢结构施工单位协同土建施工单位一起完成预埋件工作，混凝土浇捣之前。 ?????(3)锚栓不垂直现象：柱子安装后不在一条直线上，东倒西歪，使房屋外观很难看，给钢柱安装带来误差，结构受力受到影响，不符合施工验收规范要求。框架柱柱脚底板水平度差，锚栓不垂直，基础施工后预埋锚栓水平误差偏大。措施：焊成笼状，完善支撑，或采取其他一些有效措施，避免浇灌基础混凝土时锚栓移一位。锚栓安装应坚持先将底板用下部调整螺栓调平，再用无收缩砂浆二次灌浆填实，国外此法施工。所以锚栓施工时，可采用出钢筋或者角钢等固定锚栓。 ??????(四)连接问题 ?????(1)现场焊缝现象：设计要求全焊透的一、二级焊缝未采用超声波探伤;楼面主梁与柱未施焊;质量难以保证;未采用引弧板施焊。解决方法：不合格的焊缝不得擅自处理，定出修改工艺后再处
高速钢轧辊的耐磨性研究 ————金属材料研究专题结课论文 学院：材料科学与工程学院 班级：10级焊接一班 姓名：王玉玮 学号：100102030018
高速钢轧辊的耐磨性研究 摘要：高速钢轧辊由于其高耐磨性、高硬度和耐氧化性能，在热轧机上表现突出。轧辊在轧制过程中循环受热造成表面氧化，从而显著的改变工作辊与热轧材料之间的接触和摩擦方式。本文中使用高温显微镜观察研究高速钢轧辊材料表面氧化膜的形成和分布。通过表面观测表明，高速钢材料的氧化膜最初在碳化物和基体的晶界处生长，并迅速的覆盖在碳化物表面，随后持续生长至覆盖整个材料的表面。高速钢材料这种特殊的氧化特性对于轧辊表面形态有特别重要的意义。在氧化气氛下，水蒸气同时增加基体和碳化物的氧化速率。通过小型两辊轧机和Gleeble 3500热-力学模拟试验机来研究静态热轧条件下高速钢轧辊与低碳钢试样之间的摩擦行为。试验结果表明，表面光洁和氧化后的轧辊表面具有完全不同的摩擦行为，不管是在不同的压下量还是温度条件下，有氧化膜的轧辊的摩擦力总是比光洁的轧辊要高。工作辊的表面状况对于粗糙度有决定性的影响。 关键词：高速钢表面氧化摩擦性能热轧制 1、绪论 高速钢轧辊由于具有优秀的耐磨性、高的硬度和耐氧化性，无论在热轧机的粗轧或是精轧阶段，都比传统高铬钢轧辊以及无限冷硬铸铁轧辊表现出优势。在热轧过程中与钢坯的瞬时接触，使轧辊表面被加热到接近650℃，随后又冷却至500℃左右。这种循环受热导致辊面氧化膜的产生，显著的改变工作辊和轧制材料之间的摩擦性能。人们在研究轧辊表面氧化膜的摩擦学性能方面做过很多实验和数据研究，这些研究显示，氧化膜的物理性质和机械性能决定了辊面质量，并可能导致轧制材料的表面缺陷。在轧制过程中，接触小于30次/分
轧辊分类 1.合金铸钢轧辊Alloy Cast Steel Roll 合金铸钢轧辊是采用电弧炉冶炼优质钢水，采用先进的铸造、热处理工艺技术制造，具有很高的强度、优良的抗热裂性、韧性、耐磨性、适用于型钢粗、中轧机，热轧带钢粗轧机架用辊及热轧带钢支承辊。辊身金相组织为珠光体或回火索氏体。 2.半钢轧辊Adamite Rolls 半钢轧辊是性能介于钢辊和铁辊之间的一种轧辊材质，含有镍、铬、钼等合金元素，其基体组织中含有一定量的碳化物，采用特殊的热处理工艺，有高的耐磨性、强的韧性和好的热抗性，最大的特点是在工作层中几乎没有硬度降落。适合带钢热连轧机粗轧、精轧前段；棒线轧机粗轧、中轧、预精轧机架；万能轧机、悬臂轧机辊环、辊套。 3.石墨钢轧辊Graphite Steel Rolls 石墨钢轧辊的性能与半钢轧辊类似，其最大特征是组织中有少量细小石磨存在。它可以提高轧辊的热轧辊的抗热裂性能和抗氧化铁皮黏附性能，主要适用于粗轧或初轧机架。 4.高速钢轧辊High Speed Steel Rolls 高速钢轧辊在高温下具有很高的硬度和耐磨性。它是用离心方法生产的，芯部材质为球墨铸铁。通过成分和热处理工艺控制，工作层硬度可达80-85HSC，马氏体基体上分布有钒、钨、铌、钼复合碳化物，保证了工作层硬度均一，孔型磨损均匀。这种辊用于精轧机架，增加作业时间，改善轧材表面质量。 5.GNV轧辊GNV Rolls 粗轧机架用轧辊需要一些特性相互结合，其中某些特性会相互抵消对方的作用，这些特性包括耐磨性、耐热裂性、耐冲击性、热硬度和热强度等。过多的网状碳化物能提高耐磨性、耐冲击性，但它严重降低了断裂韧性，这在粗轧情况下，会促使热裂纹形成发展。要减小过多碳化物的影响，又能保持耐磨性，就要加入镍、钼等合金元素，使基体形态为贝氏体/马氏体（针状），比通常的珠光体基体更耐磨。钼元素还有助于提高轧辊高温硬度。 GNV轧辊就是采用高合金材质加上特殊热处理制造出来的，基体组织中碳化物的含量小于5%，满足粗轧机架要求。 6.合金无限冷硬铸铁轧辊Alloy Indefinite Chilled Cast Iron Rolls 合金无限冷硬轧辊，其工作层中有细小晶间石墨。石墨和碳化物的大小、形状、分布可通过激冷作用和合金含量来控制。由于添加了锰、铬、镍、钼等合金元素，基体组织可以从珠光体、贝氏体变为马氏体。加上有少量细小石墨存在，不仅提高了轧辊抗剥落性、抗热裂性和耐磨性能，而且辊身工作层硬度落差很小。适用于棒、线材、型钢轧机中轧、精轧机架。 7.合金冷硬铸铁轧辊Alloy Chilled Cast Iron Rolls 合金冷硬铸铁轧辊辊身工作层基体组织内基本上没有游离石墨，其硬度高，具有优良的耐磨性能。用于小型棒、线材轧机及窄带钢精轧机架。金相组织是细珠光体和碳化物。 8.珠光体球墨铸铁轧辊（离心）Pearlitic Nodular Cast Iron Rolls(Centrifugal) 球墨铸铁中加入镍、铬、钼合金元素，经过特殊热处理得到珠光体球铁轧辊。珠光体球墨铸铁轧辊具有良好的强度、高温性能和抗事故性能，工作层硬度落差小。 9.针状贝氏体球墨铸铁轧辊（离心）Spiculate Bainitic Nodular Cast Iron Rolls(Centrifugal) 针状贝氏体球铁轧辊加入镍、锰、铬、钼等合金元素，它是具有针状组织（贝氏体+少量马氏体）基体，比珠光体球铁轧辊强度更高，韧性更好，耐磨性也明显提高。可采用静态铸造可离心铸造生产。 10.合金球墨铸铁轧辊（离心）Alloy Nodular Cast Iron Rolls(Centrifugal) 这种轧辊的特征是石墨呈球状，它的性质与合金无限冷硬轧辊相似，其强度高与无限冷硬辊。一般采用静态或动态的铸造。
高速钢种类详解 简介：高速钢又名风钢或锋钢，意思是淬火时即使在空气中冷却也能硬化，并且很锋利。它是一种成分复杂的合金钢，含有钨、钼、铬、钒等碳化物形成元素。合金元素总量达10～25%左右。它在高速切削产生高热情况下(约500℃)仍能保持高的硬度，HRC能在60以上。这就是高速钢最主要的特性——红硬性。而碳素工具钢经淬火和低温回火后，在室温下虽有很高的硬度，但当温度高于200℃时，硬度便急剧下降，在500℃硬度已降到与退火状态相似的程度，完全丧失了切削金属的能力，这就限制了碳素工具钢制作切削工具用。而高速钢由于红硬性好，弥补了碳素工具钢的致命缺点，可以用来制造切削工具。 高速钢的热处理工：艺较为复杂，必须经过退火、淬火、回火等一系列过程。退火的目的是消除应力，降低硬度，使显微组织均匀，便于淬火。退火温度一般为860～880℃。淬火时由于它的导热性差一般分两阶段进行。先在800～850℃预热(以免引起大的热应力)，然后迅速加热到淬火温度1220～1250℃，后油冷。工厂均采用盐炉加热。淬火后因内部组织还保留一部分(约30%)残余奥氏体没有转变成马氏体，影响了高速钢的性能。为使残余奥氏体转变，进一步提高硬度和耐磨性，一般要进行2～3次回火，回火温度560℃，每次保温1小时。 高速钢种类： 有钨系高速钢和钼系高速钢两大类。钨系高速钢有W18Cr4V,钼系高速钢有W6Mo5Cr4V等。规格主要有圆钢和方钢。钢材的表面要加工良好，不得有肉眼可见的裂纹、折叠、结疤和发纹。冷拔钢材表面应洁净、光滑、无夹杂和氧化皮等。 高速钢是一种含多量碳(C)、钨(W)、钼(Mo)、铬(Cr)、钒(V)等元素的高合金钢，热处理后具有高热硬性。当切削温度高达600℃以上时，硬度仍无明显下降，用其制造的刀具切削速度可达每分钟60米以上，而得其名。高速钢按化学成分可分为普通高速钢及高性能高速钢，按制造工艺可分为熔炼高速钢及粉末冶金高速钢。 普通高速钢 图一：高速钢是制造形状复杂、磨削困难的刀具的主要材料。
6542高速合金工具钢W6Mo5Cr4V2钢 W6简介：又名W6Mo5Cr4V2、6542、W6、DF6 化学成分： 碳C ：0.80～0.90(允许偏差:±0.01) 硅Si：0.20～0.45(允许偏差:±0.05) 锰Mn：0.15～0.40(允许偏差:+0.04) 硫S ：≤0.030 磷P ：≤0.030 铬Cr：3.80～4.40(允许偏差:±0.05) 镍Ni：允许残余含量≤0.30 铜Cu：允许残余含量≤0.25 钒V ：1.75～2.20(允许偏差:±0.05) 钼Mo：4.50～5.50(允许偏差:尺寸≤6,±0.05;尺寸＞6,±0.10) 钨W ：5.50～6.75(允许偏差:尺寸≤10,±0.10;尺寸＞10,±0.20) 6542高速钢特性：为钨钼系通用型高速钢的代表钢号，韧性高，热塑性好，耐磨性优于W18Cr4V，具有较高的硬度硬度，红硬性及高温硬度相当。可用于制造各种承受冲击力较大的刀具、一般刀具大型及热塑成形刀具，也可作高负荷下的磨损的零件、冷作模具等。6542热处理：淬火,730～840℃预热，1210～1230℃(盐浴炉)或1210～1230℃(箱式炉)加热，油冷，540～560℃回火2次，每次 2hW6Mo5Cr4V2 出厂硬度：62-65度（HRC），如果是盐浴 炉>=64HRC,退火<=255HB
6542高速钢是一种含碳（C）、钨（W）、钼（Mo）、铬（Cr）、钒（V）等元素的合金钢，热处理后具有高热硬性。当切割温度高达600。C以上时，硬度仍无明显下降，用其制造的刀具切削速度可达每分钟60米以上，而得其名。高速钢按化学成份可分为普通高速钢及高性能高速钢，按制造工艺可分为熔炼高速钢及粉末冶金高速钢，下面介绍下熔炼高速钢的性能。普通高速钢普通高速钢可满足地般需求。常见的普通高速钢有两种，钨系高速钢和钨钼系高速钢。钨系高速钢：典型牌号为W18Cr4V，热处理硬度可达63-66HRC，抗弯强度可达3500MPa，可磨性好。钨钼系高速钢：典型牌号为 W6Mo5Cr4V2,目前正在取代钨系高速钢，具有碳化物细小分布均匀，耐磨性高，成本低等一系列优点。热处理硬度同上，抗弯强度达4700MPa，韧性及热塑性比W18Cr4V提高50%。常用于制造各种工具，例如钻头，铣刀，丝锥，铰刀，拉刀，齿轮刀具等，可以满足一般工程材料的要求。只是它的脱碳敏感性稍强。另一牌号的普通高速钢为W9Mo3Cr4V,这是中国近几年发展起来的新品种。强度及热塑高于W6Mo5Cr4V2，硬度为HRC63-64，与韧性相配合，容易轧制、锻造，热处理工艺范围宽，脱碳敏感性小，成本更低。这三个牌号的普通高速钢在市场分别为w18,16.5%;w6,69%;w9,11% 高性能高速钢高性能高速钢具有更好的硬度和热硬性，这是通过改变高速钢的化学成分，提高性能耍展起来的新品种。它具有更高的硬度、热硬性，切削温度达摄氏650度时，硬度仍可保持60HRC以上。耐用性为普通高速钢的1-3倍，适用于制造加工高温合金、不锈钢、钛
d e f o r m模拟坯料在旋转锻造中的应力变形
1 绪论 1.1 高速钢 1.1.1 高速钢简介 高速钢又被称为风钢或锋钢，意思是淬火时即使在空气中冷却也能硬化，并且很锋利。高速钢是适应高速切削而发展起来的刃具钢。当车削速由10～20m/min增加到50～80m/min时刃具刃部的温度由200～300℃增至500～800℃。碳素刃具钢和低合金刃具钢，200～300℃即开始软化，而高速钢在500～600℃，仍能保持较高的硬度（60HRC左右），因此高速切削刀具一般都采用高速钢制造。高速钢发明至今已近百年主要用作各类机床切削工具。在高速钢之后相继有硬质合金、陶瓷和聚晶金刚石等切削材料间世但高速钢在切削材料领域中始终保持着特殊的领先地位。表1.1是各类重要工具使用高速钢、硬质合金、和陶瓷材料情况的统计表,是由世界最大高速生产厂家一奥地利伯乐百特种钢公司统计的。从表中可见,除车刀外,其它各种刀具主要都是用高速钢制造的,尤其是螺纹刀具、齿状刀具和拉刀等精密复杂刀具。根据刀具专家的分析图,在可预见的将来,高速钢在刀具材料中的特殊地位不可能被其它刀具材料所取代[1]。 表1.1 主要加工刀具应用的材料销售金额比例，%
1.1.2 高速钢钢种 目前的高速钢五大类： (1)通用型高速钢是指世界各国生产量较大用途较广且价格低廉的一类高速钢，代表钢种有W18Cr4V（美国T1）、W6Mo5Cr4V2等。T1是使用最早的钨系高速钢，直到50年代，此类高速钢仍为世界各国广泛应用。50年代后期，由于世界范围的钨元素紧缺导致T1价格不断上涨，与此同时，钼矿资源不断被开发，因而促进了钼系、钨-钼系高速钢的研发。M2就是当时研制成功的典型钨-钼系高速钢。目前欧美较多国家已用钨-钼系高速钢部分或全部取代了T1。 (2)高生产率高速钢又称超硬高速钢，它是在一般的通用型高速钢中加入一些Co、V、Si、Al等合金元素以提高高速钢的红硬性和耐磨性，主要用来制造切削难加工材料的刀具，比通用型高速钢刀具具有更高的切削速度和耐用度。超硬高速钢的类型较多，目前应用较多的有钴高速钢、高碳高钒高速钢及铝、硅高速钢等。 (3)低碳型高速钢是在通用型高速钢的基础上将碳含量降至0.6%～0.7%左右，而其他合金元素基本不变，已用于生产的有日本的SKH2R、SKH3R及我国的 6W6Mo5Cr4V等。 (4)粉末冶金高速钢是较先进的高速钢生产方法。用冶炼-铸锭-锻造工艺生产的高速钢，不可避免地存在着碳化物的偏析，粉末冶金高速钢从根本上解决了高速钢中碳化物分布不均及碳化物级别均为1级，其尺寸大约为2～5μm；而熔炼的高速
第二章施工特点、重点、难点分析及解决方案 第一节本工程施工的特点 第二节本工程施工的重点、难点分析 第三节工程重点和难点的施工保障措施
第二章工程特点、难点及项目管理重点 第一节本工程施工的特点 本工程属于中心区集办公、酒店及公寓为一体的超高层建筑群，地下室面积大，塔楼 高度高，裙楼层高大，结构设计复杂，大量使用钢结构，业主对施工总承包商工期、质量、 安全、文明施工、环境保护等有很高的要求和制约条件。概括看来，本工程的施工特点可 以归纳出以下几点： 1、本工程集办公、商业、酒店、公寓于一体，工程规模大，总建筑面积232045 m2。地下3层，地上裙楼4层，A座塔楼61层，B座塔楼36层，最高建筑高度达到300.8m。 2、本工程工期较紧，质量目标要求高，确保市优、争创鲁班奖。 3、本工程A栋结构形式为：型钢混凝土柱、钢梁－核心筒结构；梁板结构为钢梁＋ 混凝土楼板，结构形式复杂，是本工程的特点之一。 4、对电气、给排水、空调专业要求高，并有较强的深化设计能力要求。 5、防水工程施工面积大，防水施工质量要求高。本工程靠海较近，地下水异常丰富， 在桩基础施工完毕后，防水施工即会成为难点。 第二节本工程施工的重点、难点分析 1、高强度混凝土施工 本工程结构混凝土设计等级高， A栋竖向构件至顶层砼强度全部为C70、C60，属于高强度混凝土施工。混凝土原材料的质量控制、配合比设计、运输、浇筑、养护都会影响 到主体质量、结构的安全性，是本工程的难点和重点。 2、大体量的钢结构工程施工 本工程大量采用了型钢结构，A栋周圈框架柱、核心筒剪力墙、楼层钢梁、屋面钢桁架；B栋避难层钢斜撑；裙楼屋面钢桁架结构等，均采用了大量钢结构施工。钢结构重量 大，体积大，不仅制作、安装精度要求高，而且机械设备的选择和布局直接关系到施工质 量和进度，因此，在施工中需要进行重点组织。 3、裙楼泳池的钢桁架施工 裙楼屋面设50×12.5m标准游泳池及戏水池，仅计算泳池内水体积将达到约1000吨，此荷载对屋面承载能力要求极高，因此结构采取了钢桁架的形式，在施工中属于重点控制 部分。
轧钢厂高速钢轧辊学习资料 一、高速钢轧辊特点： 1、高速钢轧辊组织中的碳化物形态好、硬度高，因而耐磨性好； 2、高速钢轧辊具有较好的热稳定性和红硬性，在轧制温度下具有较高的硬度和耐磨性； 3、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硬度几乎不降； 4、高速钢轧辊在使用过程中，辊面能够形成氧化膜，使得轧辊耐磨性得到显著提高； 5、高速钢的膨胀系数大，导热性能好，孔型尺寸一致性保持时间长，有利于负偏差轧制； 6、高速钢材料抗事故能力差，轧辊使用效果取决于本身质量、使用条件、维护与保养。 二、在轧制过程中，对轧辊进行冷却有3个目的： 1、防止轧辊过热最终导致剥落； 2、防止辊面温度过高，致使辊面组织发生变化，影响轧辊耐磨性和轧材表面质量； 3、延长热疲劳裂纹形成的时间和阻止热疲劳裂纹扩散。 三、高速钢轧辊的冷却条件与要求： 冷却水量、水压及喷射角度决定了轧辊的冷却效果。 1、采用环形水管冷却，喷嘴能保证向轧槽喷射出持续、充足的水流； 2、喷嘴为扁形，确保整个轧槽被冷却水覆盖，喷射角度为20°~30°，应避免喷嘴向轧辊表 面垂直喷水； 3、喷水方向与轧辊旋转方向相反，冷却水管分布在轧材出口侧，喷水管应该离输出侧轧辊咬 钢处尽可能的近些； 4、水量应该在喷水管中上下分开，建议分配比率为喷水管上部40%，喷水管下部60%； 5、水压控制在0.2~0.5MPa； 6、每组轧槽单辊进水管至少采用2根Φ40mm的水管，以保证充足的冷却水量； 7、定期检测喷水管和喷嘴是否在同一条直线上，是否有堵塞； 8、前架比后架需要更多的水，前面架次轧辊的目标温度在55~80℃之间，成品架次在50~65℃ 之间； 9、冷却水必须全部冲在轧槽内，冷却水要进行沉淀，并尽可能降低固体粒子的含量，水性为 中性偏碱即可，pH值8~9。 四、更换槽孔： 更换槽孔对轧辊和轧机性能以及产品质量的影响是必不可少的。因此，检测槽孔磨损并根据检测记录更换槽孔非常重要。槽孔每隔一段时间就需更换，或者根据轧制量或者根据时间。在轧制过程中，普遍的问题是槽孔“过量轧制”。槽孔过量轧制会产生热裂纹、异常磨损和剥落。 高速钢轧辊换槽后应先给水、后过钢。当喷水管离开槽孔或者没有水的时候，应对高速钢轧辊采取如下措施： （1）停止轧制； （2）移除可能存在于槽孔内的棒材； （3）当轧辊低速转动时，用压缩空气冷却轧辊； （4）当轧辊低速转动时，进一步用水冷却轧辊； （5）换到下一个可用的槽孔，禁止在同一轧制循环内使用同一被损坏的槽孔。 五、高速钢轧辊轧制事故的处理： 1、当出现卡钢或堆钢时，应继续给水冷却，使轧材及轧槽温度冷却下来以后再停水，并将堆积在轧槽内的轧件移开。 2、事故处理后重新生产时如果轧槽温度高于60℃，必须换槽，而且要隔1~2个槽，绝不允
高碳高钒高速钢的高温硬度及热处理的研究 王金国1，周宏1，苏源德1，连建设1，大成桂作2 （1.吉林工业大学铸造教研室长春130025；2.日本九州大学） 摘要：研究了高碳高钒高速钢的淬火、回火热处理及高温硬度。结果表明，其峰值硬度温度较常规高速钢低150!250C左右，随碳量增加，峰值硬度温度降低，相同碳量、钒量增加，峰值硬度温度升高。回火后的硬度变化和常规高速钢呈相同的趋势，二次硬化温度约在550C，但二次硬化的峰值硬度差较小，在二次硬化温度二次回火，二次硬化作用消失。随碳量、钒量增加，高温硬度增加。根据轧辊辊面硬度要求，高碳高钒高速钢的淬火温度为950!1100C，回火温度为530!550C，一次回火即可。关键词：高速钢；热处理；高温硬度 中图分类号：TG142.45文献标识码：A文章编号：0254-6051（2000）03-0022-03 Research on h eat T reat m ent and h ot h ardness of h i g h S p eed S teel C ont ai ni n g h i g h C arbon and h i g h vanadi u m W ANG Ji n-g uo1，Z~OU~on g1，SU Yuan-de1，L I AN Jian-she1，OG I k eisaku2 （1.Ji n li n U n ivers it y o f t echno lo gy，Chan g chun130025，Ch ian；2.k y ushu U n ivers it y，Ja p an） Abstract：th is p a p er deals w it h t he C uench i n g，t he te m p eri n g and t he ho t hardness o f t he h i g h s p eed stee l（~S S）contai n i n g h i g h carbon and h i g h vanad i u m.the results show t hat t he te m p erature at wh ich t he p eak hardness o f t he stee l a pp ears is about150!250C low er t han t hat o f conventional~S S，and t he te m p erature o f p eak hardness decreases w it h t he carbon content i ncreas i n g，and at t he sa m e car-bon content t he te m p erature o f p eak hardness i ncreases w it h t he vanad i u m content i ncreas i n g.the~ardness variation after te m p eri n g has t he sa m e trend w it h t he conventional~S S.the second harden i n g te m p erature is about550C，but t he variation o f second harden i n g p eak hardness is s m aller.W hen t he second te m p eri n g occurs at t he second harden i n g te m p erature，t he eff ects o f t he second harden i n g d isa pp ear.the ho t hardness i ncreases w it h crabon and vanad i u m content i ncreas i n g.A ccord i n g to t he re C uire m ent o f hardness on ro ller surf ace，t he C uench i n g te m p erature o f~S S contai n i n g h i g h carbon and h i g h vanad i u mis950!1100C，and t he te m p eri n g te m p erature is530!550C，te m p eri n g treat m ent one ti m e can m eet t he re C uire m ent. K e y words：h i g h s p eed stee l；heat treat m ent；ho t hardness 1前言 目前以高碳的高速钢代替高铬铸铁制造型材轧辊是主要的发展方向之一。在高碳的高速钢中增加钒的含量使合金中同时形成M 2 C型碳化物和更硬、更细的M C碳化物，再加上M o、W和V的强化作用，可使轧辊的寿命比高铬铸铁高几倍［1，2］，引起了人们的极大关注。但因此高速钢含大量的合金元素，加之碳高，结晶相多，组织复杂，热处理过程明显不同于碳钢，关于高碳、高钒高速钢的热处理尚未见报导，根据高碳、高钒高速钢的化学成分制定合理的热处理工艺还非常困难。因此，本研究通过对不同碳、钒含量的高速钢合金进行淬火和回火试验，确定与化学成分相适应的热处理工艺，测定其高温硬度，为高碳、高钒高速钢的应用提供参考依据。 2试验方法 试样化学成分见表1。采用砂型铸造成型，清理后用线切割机加工成20mm>40mm>2 0mm试样，进行空淬试验后，再用线切割机将每块试样分别切成20mm>40mm> 40mm，测定硬度和X光衍射后进行回火试验，再测定硬度和X光衍射后，再进行二次回火试验。高温硬度在~V S-作者简介：王金国（1964—），男，吉林长春市人，副教授，硕士，主要从事铸造过程数值模拟、计算机在铸造中的应用、铸造合金及熔炼等教学与科研工作。发表论文篇，“汽车用铸造工艺CAD”曾获1995年吉林省科技进步二等奖。联系电话：（0431）5704577 基金项目：吉林省重点科技项目，吉林省计委资助。 收稿日期：1999-07-13500硬度机上进行。 3试验结果分析 3.1淬火处理 不同成分的高碳、高钒高速钢淬火后的硬度及残留奥氏体量如表2所示。由表2可见： （1）随着淬火温度的升高，无论哪一成分的钢，硬度都逐渐升高，达到某一温度时，硬度出现峰值，成分不同时出现峰值的温度和峰值硬度不同。这是因为淬火后的硬度值除了与钢的组织有关外，还由马氏体中饱和的碳和合金元素的量及未转变的残留奥氏体所决定。淬火温度低时，奥氏体中溶解的碳量和合金元素的量较少，转变后马氏体中饱和的碳和合金元素量也较少，故硬度相对较低；但达到一定的淬火温度后，温度再升高时，这时奥氏体中溶解的碳和合金元素量过多，使得奥氏体的稳定性增加，在淬火冷却过程中来不及转变成马氏体，使组织中的残留奥氏体增多，导致硬度下降。因此，只有在某一温度下马氏体中饱和的碳量、合金元素含量达到一定程度，残留奥氏体也达到一定程度，方能获得硬度的峰值。 （2）钒量不变时，随碳量增加，淬火硬度峰值温度向低温方向变化；3.5V量时碳量增加，峰值硬度逐渐降低；6.0V量时碳量增加，峰值硬度在2.3C时出现最高值。温度一定时，淬火硬度取决于奥氏体中溶解的碳和合金元素，而奥氏体中溶解碳和合金元素的多少受合金碳化物的溶解所制约［3］，碳化物的分解及扩散的难易程度是其主要因素。研究的钢中共有M C、M 2 C、M7C33种碳化物。各类型碳化物的形态如图1所示。含钒多的M C碳化物为面心立方间隙相，其熔点 22《金属热处理》2000年第3期
钢结构工程焊接技术重点、难点及控制措施本文针对钢结构工程焊接技术的重点和难点，按多年来的工程实践经验主要阐述十种实用焊接变形的控制措施和方法；焊接残余应力的控制措施；焊接裂纹的防治措施；焊接工艺评定的范围；焊缝质量检查；框架结构制作与安装焊接；安装焊接工艺；钢结构变形的预防等。 1、概述 钢结构焊接时，焊接热源对结构不均匀加热引起的结构形状和尺寸的变化，称为焊接变形。在变形的同时，结构内部还产生应力、应变，因为这时结构并未承受外载时，就存在这些应力，所以这些应力居于内应力范畴，称为焊接残余力。属于不均匀分布的自平衡内应力。 焊接变形及应力在焊接过程中往往是难以避免的。它们将影响到焊接结构尺寸精度和焊接接头的强度，轻者需耗费不少人力、物力去矫正、修理，严重的会使构件报废。此外，焊接变形和应力对焊接结构以后使用是的承载能力也产生不可低估的影响。焊接残余应力和焊接变形是能量存在同一构件的不同形式，服从于能量存在同一构件的不同形式，服从于能量守恒定律；它们相辅相成，并互相转化。减少一方必须增大一方： 设：焊缝的总能量为E总，E总=E有+E损+ρ残+ε=1 （1） （1）式中，E有—冶金反应时的有用能；E损---无用能，损耗能；ρ残--焊接残余应力；ε-焊接变形，当焊接完成后，构件中只存在两种能量形式； E残+ε=c<1 （2） c---常量 于是（2）式有了工程应用的价值，这就是我们在工程实际中控制焊接残余应力和焊接变形的基本观点。我们从事钢结构设计、制作安装的技术人员必须了解和掌握焊接变形及应力产生的原因及其基本规律、影响因素，以便在制作安装过程中能够控制焊接变形和应力。 2、焊接应变与变形的控制 2.1焊接变形的控制 （1）尽量减少焊缝的截面积，施焊量以满足连接需要即可，俗话说：“不过焊”，（对一般的角焊缝）是按照有效焊角尺寸来决定其焊缝强度的，所以对于凸出很高的焊缝，多出的焊缝金属，按规范作用并不能提高其许可强度，反而增大了应力集中系数，消弱了坡口的综合性能。对厚板，对接焊缝，可采用U型刨边形成U型坡口，可进一步减少焊缝金属量。 （2）焊缝的数量愈少愈好，每条焊缝尽量采用多层多道焊，厚板焊接特别要注意。 （3）焊缝尽可能称、布置要靠近中和轴施焊（由于收缩力引起钢板变形力臂小），因此减少变形。 （4）环绕中和轴的焊缝要平衡：应用对称施焊的原则，时一个收缩力对另一个收缩力相互平
高速钢轧辊的特征及使用技术要求 目前人们所称的高速钢轧辊均为高碳高速钢复合轧辊，即轧辊的工作层材料采用高碳高速钢，轧辊的芯部材料采用球墨铸铁、石墨钢或锻钢等，两种不同的材料通过离心铸造或者是采用CPC工艺复合而成，与传统的M2、M4等标准类型钨钼高速钢有着本质上的区别。在正常的轧制条件下，高速钢轧辊的使用寿命是合金铸铁轧辊3倍以上。 一、高速钢轧辊的特点 1、高速钢轧辊含碳量较高，而且含有较高的钒、铬、钨、钼、铌等合金元素，因此，轧辊组织中碳化物的类型以MC型和M2C型为主，碳化物硬度高、耐磨性好。 2、高速钢轧辊具有较好的热稳定性，在轧制温度下，辊面具有较高的硬度和良好的耐磨性。 3、高速钢轧辊具有良好的淬透性，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。 4、轧辊使用过程中，在良好的冷却条件下，辊身表面形成薄而致密的氧化膜，这种均匀、薄而致密的氧化膜长时间存在而不脱落，使得高速钢轧辊耐磨性得到显著提高。 5、高速钢轧辊在轧制时辊面氧化膜的形成，降低了轧材与辊面间的磨擦，因此在轧制过程中易引起打滑现象，使轧机调整难度增加。 6、高速钢材料膨胀系数大，导热性能好，在轧制时易引起辊形变化，影响轧材精度。因此，高速钢轧辊在板带材轧机上使用时，不仅要改变冷却系统的设计，而且还要重新改变辊形的设计。
7、由于高速钢轧辊芯部采用合金球墨铸铁、石墨钢或者是锻钢等材料制成，因此轧辊辊颈强度高。 8、由于高速钢材料耐磨性好、抗事故能力差，因此高速钢轧辊使用效果的好坏不仅取决于高速钢轧辊本身的质量，而且更重要取决于轧辊的使用条件和轧辊的维护保养。 二、高速钢轧辊的加工 轧辊的硬度提高后，轧辊的加工难度相应就增加，对用于线、棒材轧机高速钢轧辊的孔型加工，特别是轧制螺纹钢轧辊在重复使用时的切削加工，由于是断续切削，其加工难度更大，因此选用合理的加工刀具和切削用量是决定高速钢轧辊能否在线棒材轧机上正常使用的先决条件。 在加工刀具选用上，如果有条件可采用进口的立方氮化硼（CBN）或进口的硬质合金K01系列，如瑞典山特维克的HIP等牌号。如果是国产刀具，可选用YD500或YD05或YG6A等硬质合金刀具，对于轧制螺纹钢轧辊重复使用时的车削必须采用硬质合金刀具。 高速钢轧辊的切削用量，如果是平辊外圆加工，车削速度选用10m/min左右，进刀深度选用1-3mm，进给量选用0.2-0.5mm/r；如果是孔型加工或螺纹孔重复车削，车削速度选用5m/min左右，进刀深度选用0.1-0.2mm比较理想。 对于螺纹钢的轧制，轧槽上需铣肋筋，铣床可采用飞刀铣床，铣刀可采用YD500或YD05或YTI等硬质合金铣刀。 总之，对于高速钢轧辊无论是孔型的车削加工，还是螺纹槽的铣削加
高钒高速钢的研究现状 早在1861年，Mushet 首次冶炼了含有2.15%C、1.04%Si、0.58%Mn、0.40%Cr、5.44%W 的钢，由于这种钢在空气中即能淬火，所以Mushet 将此钢称为“自硬钢”。这就是高速钢的前身，从上世纪三十年代末期，一直到五十年代，高速钢的硬度范围，始终在HRC62-66之间，有时还低于这个硬度范围。钒首次加入高速钢中，是在1903年左右，当时是把钒当作一种净化剂以消除夹杂物和减少在钢中残留的含气量，因为钒具有强的脱氧能力。钒作为重要元素加入高速钢中是在1928年，当时为提高切削性能，人们调整高速钢的成分，发现了钒含量在1%以上时，可以提高耐磨性能，于是形成了近代仍广泛应用的18-4-1型含钒高速钢（W18Cr4V）。当时已认识到增加钒量的同时，必须增加碳含量，由于钒和碳必须成比例地提高，所以形成了高碳高钒高速钢。可以说，高钒高速钢是基于刀具选材发展起来的，其钒元素含量大都在5%以下。 高钒高速钢用于生产轧辊是一次应用上的创新，与生产刀具相比，其成分也进行了进一步的调整，主要有以下几个方面：(1)有较高的Ｃ和Ｖ含量，钒含量一般提高到3-8%。其目的是为得到MC 型碳化物，有效地提高轧辊的耐磨性和使用安全性。(2)有较高Cr含量，增加Cr含量，使轧辊中含有一定数量的M7C3型碳化物，对改善辊面的抗粗糙性，降低轧制力是有益的。(3)离心铸造高速钢轧辊中含有5%以下的Nb，以降低高速钢中合金元素密度差(主要用于平衡钨、钒形成的MC型碳化物与铁的密度差)过大引起的偏析。(4)Co 提高高速钢的红硬性，应用于热轧机上的高速钢轧辊，加入Co可明显提高耐磨性，热轧高速钢轧辊中一般加入10%以下的Co。 在高钒高速钢应用于轧辊取得成功的背景下，河南省耐磨材料工程技术研究中心通过调整成分（将钒含量提高到10%左右，去掉钨、降低铬含量），首次将高钒高速钢成功地应用于粉磨行业，取得显著成效。吉林工业大学和吉林大学等单位，在含钒高速钢的凝固过程、热处理工艺和摩擦磨损性能方面进行了基础研究，取得了相应进展。 综合高钒系高速钢的发展历史来看，各国由于矿产资源状况的差别，所开发的高钒高速钢化学成分虽不相同，但一个共同的趋势就是碳与合金元素的含量不断地提高，其中碳元素质量百分含量达到3.2%，合金总含量可达
钢结构施工难点、重点及解决方案 钢结构焊接最易出现的问题及解决措施 1、焊接施工不注意选择最佳电压 【现象】 焊接时无论是打底、填充、盖面，不管坡口尺寸大小，均选择同一电弧电压。这样有可能达不到要求的熔深、熔宽，出现咬边、气孔、飞溅等缺陷。 【措施】 一般针对不同情况应该分别选择相应长弧或短弧能得到较好的焊接质量和工作效率。例如打底焊接时为了能得到较好的熔深应该采用短弧操作，填充焊或盖面焊接时为了得到较高的效率和熔宽可以适当加大电弧电压。 2、焊接不控制焊接电流 【现象】 焊接时，为了抢进度，对于中厚板对接焊缝采取不开坡口。强度指标下降，甚至达不到标准要求，弯曲试验时出现裂纹，这样会使焊缝接头性能不能保证，对结构安全构成潜在危害。 【措施】 焊接时要按工艺评定中的焊接电流控制，允许有10～15%浮动。坡口的钝边尺寸不宜超过6mm。对接时，板厚超过6mm时，要开坡口进行焊接。 3、不注意焊接速度与焊接电流，焊条直径协调使用
【现象】 焊接时不注意控制焊接速度与焊接电流，焊条直径、焊接位置协调起来使用。如对全熔透的角缝进行打底焊时，由于根部尺寸窄，如焊接速度过快，根部气体、夹渣没有足够的时间排出，易使根部产生未熔透、夹渣、气孔等缺陷；盖面焊时，如焊接速度过快，也易产生气孔；焊接速度过慢，则焊缝余高会过高，外形不整齐；焊接薄板或钝边尺寸小的焊缝时，焊接速度太慢，易出现烧穿等情况。 【措施】 焊接速度对焊接质量和焊接生产效率有重大影响，选用时配合焊接电流、焊缝位置（打底焊，填充焊，盖面焊）、焊缝的厚薄、坡口尺寸选取适当的焊接速度，在保证熔透，气体、焊渣易排出，不烧穿，成形良好的前提下选用较大的焊接速度，以提高生产率效率。 4、施焊时不注意控制电弧长度 【现象】 施焊时不根据坡口形式、焊接层数、焊接形式、焊条型号等适当调整电弧长度。由于焊接电弧长度使用不当，较难得到高质量的焊缝。【措施】 为了保证焊缝质量，施焊时一般多采用短弧操作，但可以根据不同的情况选用合适的弧长以获得最优的焊接质量，如V形坡口对接、角接的第一层应使用短些的电弧，以保证焊透，且不发生咬边现象，第二层可以稍长，以填满焊缝。焊缝间隙小时宜用短弧，间隙大时电弧可稍长，焊接速度加快。仰焊电弧应最短，以防止铁水下流；立焊、
国内外热轧辊材料研究进展 轧辊是轧钢生产中的主要消耗备件之一，轧辊消耗约为轧钢生产成本的5%-15%。如果考虑因轧辊消耗而带来的生产停机、降产和设备维护增加等因素，则其所占生产成本的比重会更高。轧辊质量不仅关系到轧钢生产成本和轧机生产作业率，还在很大程度上影响轧材质量。随着轧钢技术的发展，轧机速度和自动化程度不断提高，对轧辊质量特别是轧辊的耐磨性、强度及韧性等提出了更高的要求。进一步提高轧辊性能以适应轧机的需要，是轧辊研制者面临的新课题。目前，我国轧辊的生产、研究与使用水平，与发达国家相比，仍有相当大的差距。为了满足轧钢生产的实际需要，我国每年都需要花费大量的外汇进口轧辊。如果我国的轧辊消耗能降低30%-40%，不仅能节省大量外汇，而且还可以节省大量的轧辊材料。 改变轧辊材质是提高轧辊性能的重要措施。轧辊材质发展的明显趋势是广泛使用合金元素且逐渐提高合金化程度。如热轧带钢精轧前段由20世纪30年代的高镍铬无限冷硬铸铁轧辊发展到60年代的半钢工作轧辊，70年代开始使用高铬铸铁轧辊和高铬铸钢轧辊，80年代末开始使用高速钢轧辊。冷轧带钢工作辊材质由2%Cr钢发展到3%Cr、5%Cr钢，到了90年代开始使用半高速钢，近来也开始使用高速钢。棒线材和型材轧机轧辊材质也由普通冷硬铸铁、合金球墨铸铁、高镍铬无限冷硬铸铁、高铬铸铁、锻造合金工具钢发展到硬质合金。目前，高速线材轧机和棒材轧机上使用高速钢轧辊也获得了满意的效果。 1热轧辊材料研究概况 热轧生产中，轧辊使用条件非常恶劣，主要是因为热轧辊常与温度高达900-1100℃的轧材接触，辊面温度高达500℃，轧辊使用中除了承受强大的轧制力，辊面受轧材的强力磨损外，在高温的作用下，辊面易产生氧化，氧化膜易脱落，加剧轧辊的失效。此外，轧辊还反复被轧材加热及冷却水冷却，经受温度变化幅度较大的激冷激热，产生很大的热应力，逐渐导致热疲劳裂纹的产生，热疲劳裂纹在轧制力的作用下不断扩展，最终导致轧辊表面破裂甚至剥落，促进轧辊失效。热轧辊除了应具有高的耐磨性和强韧性外，还应具有优良的抗氧化能力和抗热疲劳能力。 随着热轧技术的发展，热轧辊材料也在不断地改进和发展，从早期使用的冷硬铸铁轧辊，发展到半钢轧辊，高铬铸铁（钢）和高速钢轧辊。早期使用的冷硬铸铁轧辊以M3C型碳化物为主，如Fe3C等。后来加入合金元素铬、镍等，碳化物形态仍以M3C 为主，变化不大，呈网状分布，但碳化物由Fe3C变成了（Fe，Cr）3C，硬度提高，而
常用高速钢介绍 高速钢是一种含多量碳(C)、钨(W)、钼(Mo)、铬(Cr)、钒(V)等元素的高合金钢，热处理后具有高热硬性。当切削温度高达600℃以上时，硬度仍无明显下降，用其制造的刀具切削速度可达每分钟60米以上，而得其名。高速钢按化学成分可分为普通高速钢及高性能高速钢，按制造工艺可分为熔炼高速钢及粉末冶金高速钢。 普通高速钢 高速钢是制造形状复杂、磨削困难的刀具的主要材料。普通高速钢可满足一般需求。常见的普通高速钢有两种，钨系高速钢和钨钼系高速钢。钨系高速钢典型牌号为W18Cr4V，热处理硬度可达63-66HRC，抗弯强度可达3500MPa，可磨性好。 钨钼系高速钢 典型牌号为W6Mo5Cr4V2，目前正在取代钨系高速钢，具有碳化物细小分布均匀，耐磨性高，成本低等一系列优点。热处理硬度同上，抗弯强度达4700MPa，韧性及热塑性比w18Cr4V提高50%。常用于制造各种工具，例如钻头、丝锥、铣刀、铰刀、拉刀、齿轮刀具等，可以满足加工一般工程材料的要求。只是它的脱碳敏感性稍强。 另一牌号的普通高速钢为W9Mo3Cr4V，这是中国近几年发展起来的新品种。强度及热塑性略高于W6Mo5Cr4V2，硬度为HRC63-64，与韧性相配合，容易轧制、锻造，热处理工艺范围宽，脱碳敏感性小，成本更低。这三个牌号的普通高速钢在中国市场的比例分别为:W18Cr4V，16.5%W6Mo5Cr4V2，69%;W9Mo3Cr4V，11%。 高性能高速钢 高性能高速钢具有更好的硬度和热硬性，这是通过改变高速钢的化学成分，提高性能而发展起来的新品种。它具有更高的硬度、热硬性，切削温度达摄氏650度时，硬度仍可保持在60HRC以上。耐用性为普通高速钢的1.5-3倍，适用于制造加工高温合金、不锈钢、钛合金、高强度钢等难加工材料的刀具。 主要品种有4种，分别为高碳系高速钢、高钒系高速钢、含钴系高速钢和铝高速钢。高碳系高速钢 牌号为9w18Cr4V，因含碳量高(0.9%)，故硬度、耐磨性及热硬性都比较好。用其制造的刀具在切削不锈钢、耐热合金等难加工材料时，寿命显著提高，但其抗弯强度为3000MPa，冲击韧性较低，热处理工艺要求严格。 高钒系高速钢 牌号有W12Cr4V4Mo及W6Mo5Cr4V3(美国牌号M3)，含钒量达3-4%，使耐磨性大大提高，但随之带来的是可磨性变差。高钒系高速钢的使用及发展还需要依赖于磨削工艺及砂轮技术的发展。 钴高速钢 牌号有W2Mo9Cr4VCo8(美国牌号M42)。其特点为：含钒量不高(1%)，含钴量高(8%)，钴能促使碳化物在淬火加热时更多地溶解在基体内，利用高的基体硬度来提高耐磨性。这种高速钢硬度、热硬性、耐磨性及可磨性都很好。热处理硬度可达67-70HRC，但也有采取特殊热处理方法，得到67-68HRC硬度，使其切削性能(特别是间断切削)得到改善，提高冲击韧性。钴高速钢可制成各种刀具，用于切削难加工材料效果很好，又因其磨削性能好，可制成复杂刀具，国际上用得很普遍。但中国钴资源缺乏，钴高速钢价格昂贵，约为普通高速钢的5-8倍。 铝高速钢 牌号为W6Mo5Cr4V2Al、W6Mo5Cr4V5SiNbAl等,主要加入铝(Al)和硅(Si)、铌(Nb)元素，来提高热硬性、耐磨性。适合中国资源情况，价格较低。热处理硬度可达到68HRC，热硬