铸造高速钢轧辊采用高频加热设备进行热处理产生断裂缺陷的原因及其预防措施

铸造高速钢轧辊成形易，加工成本低，并且具有硬度高、热硬性高和耐磨性好等特点，因而近20年来应用日益广泛。但铸造高速钢轧辊组织和性能和热处理关系密切，铸造高速钢大都采用高频加热设备进行热处理，但是在操作过程中由于受客户因素以及工人操作因素的影响， 生产中多次出现铸造高速钢轧辊裂纹断裂事故，引起人们高度关注。今天，我们就一起看一下铸造高速钢产生断裂缺陷的原因及其预防措施。

铸造高速钢轧辊采用高频加热设备进行退火，退火后断裂成两半，断裂面整齐，呈典型脆性断裂特征。检验未发现明显夹杂、气孔与疏松等铸造缺陷，因而工件断裂非铸造因素引起。分析认为，由于轧辊含合金元素高，工件离心铸造冷速快，工件组织中形成较多马氏体，产生体积膨胀，而退火时快速加热使工件表层收缩，形成拉应力。当应力大于工件材料抗拉强度时出现裂纹，并在应力作用下扩展直至工件断裂。

减少轧辊退火裂纹开裂措施如下：

（1）采用高频加热设备进行退换，我们需要进行降低退火加热升温速度，减少工件表层拉应力。

（2）在升温中增加三次保温处理，松弛内应力。并改进退火工艺，采用新的退火工艺后，高速钢轧辊退火裂纹彻底消除，退火后工件硬度低（30-35HRC），加工性能良好。

淬火加热时，铸造高速钢网状碳化物溶解不充分，使工件性能不均匀，造成强度、韧性和塑性下降；碳化物聚集区域碳与合金元素含量高，其熔点低，易出现工件过烧，奥氏体稳定性大，Ms点低；而碳化物少的区域Ms点高，使马氏体转变产生不均匀性和不等时性，形成较大的相变组织应力，使淬火裂纹倾向增大。另一方面，高速钢轧辊冷却发生马氏体转变使体积膨胀，产生第二类畸变与第二类应力及热应力，是造成淬火裂纹开裂的重要原因，采用单一淬火介质难于达到工件淬火冷却技术要求。为此，研究开发了高速钢轧辊喷雾冷却技术。该技术通过调节水和空气的流量、压力参数，改变混合冷却介质的冷却能力。轧辊冷却中产生热应力较大，使工件表面形成残留压应力，加大喷管中水流流量和压力，减少空气压力，增大冷速，有助于增大轧辊残留压应力，防止出现淬火裂纹。在Ms点以下冷却中，采用降低喷管水流的流量和水压，加大空气压力，降低冷速，使相变应力下降，有助于减少和防止工件淬火裂纹发生。

防止铸造高速钢轧辊淬火裂纹和断裂的另一项措施是，减轻和消除工件组织中的碳化物偏析，并通过变质热处理工艺，使碳化物细小均匀化分布，这项措施对于改善工件热处理裂纹和开裂具有良好效果。

高速钢轧辊快速加热回火也易出现裂纹。因为淬火时工件发生马氏体转变体积膨胀，快速加热使工件表层回火收缩，产生拉应力，导致淬火内应力重新分布，容易引起工件产生变形或开裂缺陷。回火前，工件在350-400℃进行预热，以减少回火时产生的内应力，可防止并消除高速钢轧辊回火裂纹缺陷。

铸造高速钢轧辊的应用是越来越广泛，其热处理质量对铸造高速钢轧辊有很重要的影响。今天，我们简单分析了铸造高速钢轧辊产生断裂缺陷的原因，并提出来一些预防措施，希望大家会喜欢，希望大家会把它应用到工作当中去。