顯微組織對無限冷硬鑄鐵軋輥熱疲勞性能影響

工作軋輥csp熱軋機連續(xù)發(fā)生三起大面積剝離事故,為找出軋輥發(fā)生連續(xù)剝離原因,首先對事故現場進行了調查分析,其次對剝離碎片的斷口宏微觀、化學成分及顯微組織進行了分析。分析發(fā)現軋輥材質的化學成分硅含量、輥身表面硬度及其均勻性均不符合技術協議要求,顯微組織含有較多粗大連續(xù)分布的網狀碳化物。結果表明,軋輥發(fā)生連續(xù)大面積深層剝離的主要原因與軋輥的制造質量有關。

本文采用在鑄鐵軋輥表面上激光熔化預置的合金粉末來改善鑄鐵軋輥的表面性能。使用金相、掃描電鏡和顯微硬度計對激光熔化區(qū)的顯微組織和硬度進行了測試表征。結果表明,激光熔化區(qū)與基體形成了冶金結合。由于激光的快速加熱和快速冷卻造成熔化區(qū)的組織細化。激光處理區(qū)的硬度由于晶粒細小和強化相的存在而得到提高。經450℃×48h高溫回火處理后,激光熔化區(qū)的硬度幾乎不發(fā)生改變。

將激光合金化技術應用于高鎳鉻無限冷硬合金鑄鐵軋輥,利用om,sem,顯微硬度計和x射線衍射儀對激光合金化層的顯微組織、成分、截面顯微硬度分布和物相進行分析研究.結果表明,合金化層表面平整,與基體形成了冶金結合,部分區(qū)域存在裂紋.在激光功率、光斑直徑、搭接率一定的條件下,合金化層厚度隨掃描速度變化不大;裂紋率隨速度增加而增加;合金化層硬度隨速度的增加先提高后降低.當激光功率為7.2kw,光斑直徑為0.8~3mm,搭接率為33.3%時,最佳掃描速度為11m/min.此時,合金化層平均厚度為0.2875mm,平均顯微硬度為1001hv0.05,是基體材料(656hv)的1.53倍.

利用自行開發(fā)研制的高溫滑動磨損與熱接觸疲勞材料試驗機,并運用表面覆膜技術、金相分析和掃描電鏡,研究了用于精軋機的高鉻鎳無限冷硬鑄鐵軋輥材料在熱軋狀態(tài)下的耐磨特性,分析了這種軋輥材料的表面形貌、表層組織的變化情況。結果表明,當軋制公里數達到88km時,高鉻鎳無限冷硬鑄鐵軋輥表面產生了碳化物的浮凸和剝落。

軋機是軋制鋼板的主要設備,而軋機上的工作輥與鋼板直接接觸,關系到軋制鋼板的質量。其中,改進型無限冷硬工作輥是比較常用的一種工作輥。我廠為寶鋼生產的1780型、2050型改進型無限冷硬工作輥更是其中的佼佼者。1.產品技術要求以我廠為寶鋼研制的2050型工作輥為例,此為精軋后段f4～f7機架工作輥,軋輥尺寸760mm×2250mm/4590mm,交貨重量約10.7t。技術要求如下:輥身硬度78～83hsd,輥頸硬度35～45hsd,磨削基準臺階硬度≥60hsd,工作層厚度50～

對φ610mm鎳鉻鉬無限冷硬球墨鑄鐵軋輥的焊接性作了分析,提出了冷焊堆焊修復鑄鐵軋輥的堆焊工藝方法。

自從盤式制動裝置問世以來,鐵道車輛制動盤的熱疲勞一直是個很棘手的問題。為開發(fā)對熱沖擊負荷有高耐熱性能的鑄鐵制動盤,研制出了3種不同成分的候選材料。鑄鐵的主要化學成分為鐵、碳、硅、錳、鎳、鉻、鉬、銅和鋁,并測試了其機械性能和熱性能;然后用筆者研制出的熱疲勞性能測試儀器進行了熱疲勞性能的測試。該儀器可測溫度范圍為20～1500℃。將φ20mm×80mm的圓柱實心試樣通過感應線圈加熱,隨后在水中冷卻。每隔20～30個熱循環(huán),用光學顯微鏡檢查被測試樣表面的熱裂紋。為量化裂紋的總長度,開發(fā)了一種能從顯微照片上測量裂紋長度的圖像分析軟件。結果表明:鑄鐵的疲勞壽命可以通過調整化學成分和金相結構來延長。

分析了高鎳鉻無限冷硬鑄鐵和高鉻鑄鐵平整工作輥在化學成分、金相組織、硬度三方面的區(qū)別,并通過實際檢驗得出,高鉻鑄鐵平整工作輥的平整量是無限冷硬工作輥的3倍多,相應可減少2次換輥。

為了滿足工況條件對表面功能材料在高溫、摩擦和激冷激熱等方面的要求,采用負壓鑄滲法在鑄鐵表面制備了ni/wc復合滲層,觀察了滲層與基體結合形貌,研究了滲層的熱疲勞性能。結果表明:在熱循環(huán)過程中,滲層與基體表面出現了不同程度的氧化現象,裂紋開始出現的熱循環(huán)次數隨著滲層中wc含量的增加而增加,表面復合滲層最終剝落破損的熱循環(huán)次數隨著wc含量的增加呈先增加后減少的趨勢。

通過對灰鑄鐵金屬型離心鑄鐵管生產過程的熱疲勞模擬試驗，探索了不同基體組織灰鑄鐵的熱疲勞性能，并從多方面分析了鐵素體灰鑄鐵的熱疲勞性能好于珠光體灰鑄鐵的原因。

在確定φ800鉬合金冷硬球墨復合鑄鐵軋輥殘余應力的測試方案之后,對軋輥鑄態(tài),人工時效,自然時效后不同位置及距表面不同深度等測點進行了大量的測試工作,并對人工時效,自然時效對軋輥殘余應力的影響結果進行了分析。

針對鋁板鑄軋工業(yè)中最常用的32cr3mo1v輥套材料,在實驗室采用自制熱疲勞試驗機模擬熱疲勞裂紋的產生和擴展過程。結果表明,熱疲勞過程中所形成的高硬度、脆性氧化物在熱循環(huán)應力作用下斷裂(即氧化-應力開裂)是熱疲勞裂紋產生和擴展的最主要原因;并根據這一結果,設計了采用激光合金化方法在輥套表面形成高鉻固溶體合金層的方法,制作的合金層能夠延緩、阻滯熱疲勞裂紋的產生和擴展;并系統分析了合金層的成分、組織、硬度及其熱疲勞性能。

為改善冷軋板使用性能,提出了使用激光毛化技術對冷軋輥表面進行造型強化,通過對毛化板材力學性能及表面粗糙度測試數據分析,闡述了冷軋輥激光毛化技術對板材性能的影響。

對離心鑄造高速鋼球墨鑄鐵復合軋輥芯部球墨鑄鐵試樣進行熱處理,研究了在不同的淬火溫度下軋輥芯部的球墨鑄鐵試樣的力學性能及石墨、組織形態(tài)的變化情況。結果表明,在1000℃至1100℃之間淬火,球墨鑄鐵的性能可滿足高速鋼復合軋輥的要求,考慮到工作層高速鋼的淬火效果,建議淬火溫度在1050℃至1100℃之間,為離心鑄造高速鋼球墨鑄鐵復合軋輥的熱處理提供了參考依據。

提高鑄鐵軋輥合格率和質量:軋輥質量攻關QC小組

一、選題理由1.我廠軋輥為省優(yōu)良品,最近質量有所下降,在市場競爭環(huán)境下,唯有嚴抓質量,生產工藝管理,才能長立不衰,穩(wěn)步前進。2.我廠軋輥生產的工藝質量控制和產品實物質量還存在不足。

分析了軋輥承載能力和yz-1型組合式合金鑄鐵軋輥的設計原理、結構特點及性能。

就硅含量對可鍛鑄鐵的顯微組織和硬度的影響進行了研究。實驗中設計熔煉了三種不同硅含量可鍛鑄鐵試樣,在三個不同溫度點,對各鑄鐵試樣分別進行空冷、爐冷、水淬、油淬處理,進而分析得出硅含量對可鍛鑄鐵的顯微組織和硬度影響的規(guī)律。在空冷和水淬后,可鍛鑄鐵的硬度隨硅含量的增加而降低;在爐冷和油淬后,可鍛鑄鐵的硬度隨硅含量的增加而升高。

飛機結構材料疲勞是制造工藝的重要課題。本文以鋁合金為例，利用應變疲勞試樣的不同制備方法，分析材料表面最終精加工的機械紋路對材料疲勞性能的影響。

研究了cu對高磷鑄鐵氣缸套金相組織和力學性能的影響。結果表明:(1)cu不僅可以細化氣缸套鑄件的金相組織,使片狀石墨變得細小,還可以減小網狀磷共晶的寬度;(2)在氣缸套鑄件中加入質量分數0.50%~0.80%的cu,可以明顯提高鑄件的抗拉強度,硬度也有所提高,但變化幅度不大;(3)當氣缸套鑄件中w(cu)量控制在0.50%以上時,可以保證氣缸套破裂壓力達到40mpa以上。

對熱軋h型鋼的高應變低周疲勞性能進行了研究。采用軸向應變控制的方法,在instron-1342型電液伺服疲勞試驗機上測定了熱軋h型鋼的低周疲勞性能數據,研究了在循環(huán)載荷下材料的循環(huán)應力響應特征、循環(huán)應力與應變關系,并用coffin-manson公式擬合得到熱軋h型鋼的疲勞壽命計算公式,據此計算了nf=100時的aσ.δtε值。通過斷口掃描發(fā)現,裂紋不僅在試樣表面處形核,同時也在試樣內部雜質處形核,然后通過不斷的擴展形成微裂紋,許多微裂紋通過擴展連接形成宏觀裂紋,最終導致材料斷裂。

在生產軋輥的鎳硬鑄鐵過程中,保持其它生產條件和工藝措施不變,使用5%高鉻鐵屑替代鎳硬鑄鐵屑,分析了高鉻鐵屑對鎳硬鑄鐵硬度的影響。結果表明:在鎳硬鑄鐵中加入高鉻鐵屑,可以使氮化物的數量增加,因而使軋輥硬度提高5~6hsd。