高速钢轧辊热处理试验计划

9Cr2Mo钢冷轧工作辊的热处理工业设计根据冷轧工作辊的工作条件、失效形式及性能要求，本设计选择的冷轧辊材料为9Cr2Mo钢。

在设计调质~热处理工艺中，本设计借鉴了《典型零件热处理技术》、《钢的热处理》、《热处理手册》、《热处理工艺规范数据手册》、《钢及其热处理曲线手册》、《金属热处理工艺学》、《金属材料与热处理》等。

根据工业设计的理论基础设计了完整的热处理工艺流程，使热处理的9Cr2Mo钢具有高硬度，高耐磨性、高韧性、高疲劳强度以及良好的综合性能。

一、9Cr2Mo钢热处理工艺设计1.1 冷轧工作辊的服役条件、失效形式1.1.1服役条件（1）轧钢中工作辊是直接与胚料接触的，产生变形，承受压力较大。

（2）带钢上有很多很硬的氧化皮，氧化皮对轧辊表面不均匀磨损，破坏了轧辊的原孔型尺寸，生产出的焊管就不能保证质量。

（3）在轧制过程中，带钢在轧辊的摩擦带动下向前运行，带钢的边角对轧辊的破坏更大，对轧辊的表面划伤较大，影响钢管的外观质量，所以轧辊必须保证高的硬度和耐磨性。

冷却外，宏观磨损量决定了冷轧辊的寿命。

1.1.2 失效形式（1）从辊身或辊身与辊颈之间的过渡区折断，可能由于热处理残留应力过大，淬硬层薄；（2）裂纹源不在辊身表面的疲劳剥落，可能是淬硬区过渡层残留应力过大，淬硬层薄；（3）辊身中间表面掉块、压碎，可能是因为硬化层太薄，而且淬火过渡区很陡；（4）辊印、压痕（坑），可能是淬硬层硬度不足；（5）辊身表面出现裂纹，可能是马氏体针太粗，表面压应力过大，残留奥氏体量过高。

二、9Cr2Mo冷轧工作辊图及技术要求2.1零件简图冷轧工作辊零件简图如图1所示(单位：mm)图12.2 技术要求（1）金相组织：预备热处理后球状珠光体组织，淬火后得到马氏体及少量残余奥氏体。

（2）冷轧辊辊身表面硬度表1：辊身表面硬度序号冷轧辊辊身表面硬度（HS）推荐用途1≥95平整机和精轧机工作辊290 ~ 98金属板、带材的冷轧工作辊375 ~ 90金属板、带材的初（粗）轧工作辊；金属板、带材的冷轧工作辊冷轧辊颈表面硬度（HS）： 30 ~ 50三、热处理质量检验项目3.1热处理质量检验的内容（一）预先热处理预先热处理的目的是改善原材料的组织、软化，以便于机械加工，消除应力，获得理想的热处理原始组织等。

高速钢轧辊热处理工艺及刀具的选择目前人们所称的高速钢轧辊均为高碳高速钢复合轧辊，以成为现代轧钢生产发展的重要组成部分。

高速钢轧辊自1988年首次在日本的热轧带钢轧机上成功应用以来，经过20年的发展，已在世界各国的轧机上获得了广泛的应用。

目前，铸造高速钢轧辊不仅广泛应用于冷、热轧带钢热连轧机精轧机架，也广泛应用于线棒材轧机精轧机架，同时在型材轧机、管材轧机、扁带材轧机上也得到了很好的应用。

以下就具体介绍一下合金元素在高速钢轧辊中的应用及高速钢轧辊的加工工艺。

一、高速钢轧辊的特点高速钢轧辊是问世时间最短、发展最快且应用前景最广的热轧辊材料。

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。

其特点是：（1）碳化物硬度高。

2）热稳定性好。

3）使用中易形成氧化膜。

4）淬透性好。

5）优良的强韧性。

6）良好的抗热裂性。

7）良好的耐磨性。

二、合金元素在高速钢轧辊中的作用1）碳（C）：高速钢轧辊与普通高速钢相比碳含量较高，根据不同成分配比在1.4%-3.5%之间（碳含量应根据强碳化物形成元素的含量确定）。

2）钒（V）：钒能形成碳化物Vc，回火时Vc弥散析出，形成二次硬化，可以提高工件的冲击韧性，硬度和耐磨性。

一般控制在2.5%-4.0%。

3）铌（Nb）：铌比钒更贵，铌和钒综合作用会获得回火后更好的二次硬化效果。

铌和钒的总量应控制在3%-6%。

4）铬（Cr）：高速钢轧辊的淬透性主要靠铬，铬还可以调节基体的碳平衡，能提高抗氧化退碳和抗腐蚀能力。

但铬含量过高会在回火时形成不稳定碳化物，降低热稳定性和红硬性。

5）钨（Wu）：钨是促进高速钢抗回火性和红硬性的首选元素。

钨还有一定的抗氧化性，如钨含量过高会降低耐磨性，故综合考虑钨含量应低于5%。

6）钼（Mu）：钼和钨的性能是一样的，钼的密度比钨低，在一定程度上可消除偏析现象。

综　述高速钢轧辊及其热处理戚正风1,万安元2,甘宅平2,赵晚子2,刘永志2(11大连交通大学,辽宁大连　116028;21武钢轧辊厂,湖北武汉　430082)摘要:综述了冷、热轧辊材料的发展过程;轧辊高速钢的种类、成分;高速钢轧辊的生产工艺以及高速钢轧辊的热处理工艺。

指出高速钢在轧辊领域具有一个非常大的市场,应于重视。

另外,为了提高高速钢轧辊的质量,需要解决高速钢偏析问题及热处理问题。

关键词:高速钢轧辊;热处理;喷射成形;离心铸造中图分类号:TG16216 文献标识码:A 文章编号:025426051(2008)0820006204H i gh speed steel roll and its hea t trea t m en tQ I Zheng 2feng 1,WAN An 2yuan 2,G AN Zhai 2p ing 2,ZHAO W an 2zi 2,L I U Yong 2zhi2(11Dalian J iaot ong University,Dalian L iaoning 116028,China;21Roll Fact ory ofW uhan Ir on and Steel Gr oup Co .,W uhan Hubei 430082,China )Abstract:The devel opment pr ocess of cold and hold r oll materials,the ty pes and che m ical co mpositi on of high 2s peed steel r oll as well as the p r oducing technol ogy and heat treat m ent of high 2s peed steel were revie wed .It was point out that high s peed steel has a big market in r oll field,s o that we must pay attenti on t o this pr oble m.I n additi on,f or i m p r oving the quality of high s peed steel r oll,the p r oble m of carbide segregati on and heat treat m ent of high s peed steel must be s olved .Key words:high 2s peed steel r oll;heat treat m ent;s p ray f or m ing;centrifugal casting作者简介:戚正风(1930—),男,浙江余姚人,教授,主要从事热处理原理及工艺以及工模具钢的研究工作,已发表120余篇论文、7本专著,并多次获国家发明奖及省、部级科技进步奖。

轧辊用高速钢的制备、热处理及组织与性能研究的开题报告一、研究背景轧辊是制钢和轧制金属板材的重要工具，其优良的轧制效果直接影响着轧制质量和产量。

目前普遍使用的轧辊材料为高速钢，其具有良好的硬度、热稳定性和韧性，适用于高温、高压下长期运转。

然而，由于轧辊在使用过程中受到的冲击、摩擦和高温等因素的影响，使其表面易受损伤，导致其使用寿命预期无法达到。

因此，研究开发高性能的轧辊材料，并对其制备、热处理、组织和性能进行深入探究，将有助于提高轧辊的使用寿命和生产效率，从而满足钢铁工业快速发展和需求。

二、研究内容1. 轧辊用高速钢的制备选取合适的高速钢原料，采用真空感应熔炼、氩气保护精炼、连铸等先进工艺制备高性能的轧辊用高速钢材料。

2. 轧辊用高速钢的热处理通过热处理手段对轧辊用高速钢进行淬火、回火等处理，调整其组织结构和性能，提高其硬度、韧性和耐磨性能，增强其耐用性。

3. 轧辊用高速钢的组织与性能研究采用金相、扫描电镜等手段对轧辊用高速钢的组织结构进行研究，分析其晶粒大小、晶界分布、相组成等特征，探究其影响因素。

同时测试其硬度、韧性、耐磨性能等关键指标，建立相应的性能测试体系。

三、研究意义本研究将为轧辊用高速钢的制备、热处理和性能研究提供基础理论与实践指南。

具体意义如下：1. 提高轧辊材料的质量和性能，延长轧辊的使用寿命，降低生产成本。

2. 实现钢铁工业的节能减排和环保发展目标，推动钢铁行业高质量发展。

3. 积累相关材料制备、热处理和性能研究方面的科研经验，推动我国高性能轧辊材料技术的国际领先地位。

四、研究方法本研究将采取实验室试验、理论分析和模拟仿真等多种方法，具体包括：1. 实验室试验：主要包括高速钢材料的制备、热处理及性能测试，通过对不同工艺参数的调整，实现优化制备和热处理目标。

2. 理论分析：基于金相、扫描电镜等手段对高速钢材料的组织成分和性能进行定性定量分析，探索其影响因素。

3. 模拟仿真：采用有限元分析方法，对不同条件下的轧辊使用情况进行仿真模拟，分析轧辊材料的性能与结构变化过程。

实验三高速钢的热处理工艺、组织与性能之间的关系一、实验目的
1能正确拟定高速钢具有优良热硬性和耐磨性的热处理工艺
2加深理解高速钢的合金化原理及高速钢的热处理工艺组织与性能的关系3熟练掌握热处理操作技术
4熟练掌握金属材料的金相分析和性能测试技术；
二、实验用品
W18Cr4V、机油、淬火桶、硝酸、酒精、金相砂纸、热处理炉、温度控制器砂轮机、预磨机、抛光机、光学显微镜、硬度计等。

三、实验步骤
1、热处理：将高速钢加热到适当的温度保温一定时间后，用适当的方式冷
却
2、性能测试：测量淬火试样的硬度；
3、组织观察：对淬火试样进行金相分析，观察其组织；
4、热处理：将试样进行适当的回火处理；
5、性能测试：测量回火试样的硬度；
6、组织观察：对回火试样进行金相分析，观察其组织。

四、实验要求
1、每一步骤的设计方案在实施前交指导老师审核；
2、要求随时观察记录实验现象及实验结果；
3、要求用铅笔描绘所观察到的组织。

五、实验报告要求
1、每人一份实验报告；
2、实验报告中要求对每一步操作和现象详细记录并解释；
3、在实验报告中对本实验原理进行阐述（高速钢的合金化原理及高速钢的热处理工艺、组织结构和性能之间的关系）；
4、你认为做好本实验应该注意哪些方面？
六、思考题
1、高速钢的含碳量为0.7~0.8%，但其铸态组织中为什么会有莱氏体？
2、高速钢的淬火温度和回火温度对高速钢的红硬性和耐磨性有何影响？
3、高速钢为什么需三次高温回火？。

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。

高性能轧辊用高铬钢的热处理工艺优化及组织性能研究的开题报告一、研究背景与意义：高性能轧辊是现代钢铁工业生产中的重要设备之一。

高铬钢是制造高性能轧辊的主要材料之一，其强度和硬度高、耐磨性好，适用于高强度、高变形温度的轧制工况。

热处理是高铬钢制造中的重要工艺环节，直接影响其组织和性能。

因此，优化高铬钢的热处理工艺，提高其组织和性能，对于提高高性能轧辊的寿命和稳定性具有重要的意义。

二、研究内容：本研究旨在探究高性能轧辊用高铬钢的热处理工艺优化及组织性能研究，请教导师及专家指导，具体研究内容如下：1.计算高性能轧辊用高铬钢的组成及性能要求，确定热处理工艺参数。

2.采用热处理实验，对高含铬的钢进行淬火和回火处理，研究温度、保温时间对组织和性能的影响。

3.利用金相显微镜、扫描电镜等方法对热处理后的样品进行组织分析，研究淬火温度、保温时间、回火温度等因素的影响，分析各种组织形态的特点。

4.应用硬度试验、冲击试验等方法，分析样品的机械性能变化规律。

5.将所得的实验结果与高性能轧辊的工作条件相联系，在保证钢的机械性能的前提下，优化高铬钢的热处理工艺。

三、研究方法：1.采用标准的热处理实验和金相显微镜、电子探针等分析技术。

2.应用系统的试验分析方法，对实验结果进行数据处理和分析。

四、预期成果：完成本研究后，将对高性能轧辊用高铬钢的热处理工艺优化及组织性能研究提供一定的理论和实验依据。

预期成果包括：1.在高铬钢的热处理工艺、组织形态及机械性能方面取得一定的新发现。

2.提出更加全面、系统的高铬钢热处理工艺优化方案，提高高性能轧辊的质量、寿命和稳定性。

3.发表学术论文或专业技术报告，将研究成果推广到钢铁行业及相关领域。