新型轧辊用高速钢TTT曲线的测定

2010-03-24赵春梅

时代农机 2010年7期

赵春梅

（燕山大学材料科学与工程学院，河北秦皇岛 066004）

高速钢轧辊因其具有高的硬度、高的红硬性、较好的耐磨性和淬透性等良好的使用性能，近年来，在国内外钢铁工业领域得到广泛应用[1]。轧辊用高速钢大多为高C和高W钢，同时，还含有较多的Cr、Mo、V等合金元素，显微组织中组成相多、组织复杂。为了改善其性能常常需要对其热处理工艺进行优化[2-4]，热处理后轧辊能否达到力学性能要求是生产出合格高速钢轧辊的关键。本文以邢钢集团提供的新型轧辊用高速钢为研究对象，测定该种高速钢的TTT曲线，为该钢热处理工艺的优化提供理论数据。

1 试验材料及方法

1.1 试验材料

本试验所用试样材料为邢台机械轧辊有限公司提供的新型轧辊用高速钢。

1.2 试验测量设备和试样尺寸

实验使用Formastor-F型全自动相变测定仪，试样尺寸为Φ3 mm×10 mm，其一端有一Φ2 mm×2 mm的小孔。

1.3 TTT曲线的测定

根据新型轧辊用高速钢的奥氏体转变温度和马氏体相变温度，在775～200℃温度范围内测定TTT曲线，将该温度区间分成23个小的温度区间（25℃为一个温度区间），将试样快速加热到1100℃，保温5 min然后快冷到测量温度，进行等温转变。测量TTT工艺曲线如图1所示。试验所采用的等温转变温度见表1。

图1 新型轧辊高速钢试样测量TTT工艺曲线

表1 测量TTT曲线时采用的等温温度

2 实验结果及分析

奥氏体化温度取为1100℃，测定的新型轧辊用高速钢的TTT曲线见图2。

根据转变温度、转变机理和转变产物等的不同，奥氏体等温转变曲线主要可分成三个区域:高温区域、中温区域和低温区域。

高温区域的转变，即过冷奥氏体转变为珠光体。这个区域的转变温度处于从A1以下至曲线鼻尖上部之间。其转变产物为铁素体和渗碳体相互交替的层状组织，即珠光体。随着转变温度的不同，形成的珠光体粗细也不同。当转变温度接近A1时，一般形成粗珠光体，接近该区域的下限温度时，将形成细珠光体或极细珠光体，即屈氏体或索氏体。

图2 新型轧辊用高速钢TTT曲线

中温区域的转变，即过冷奥氏体转变为贝氏体。从图2中可看到，轧辊高速钢这个区域的转变温度处于CCT曲线鼻尖下部400℃至Ms点之间的范围。实际上在这个温度区域进行的贝氏体转变，当转变达到一定百分率后，转变便中止进行，使一部分过冷奥氏体未能转变。未能转变的奥氏体，称为残余奥氏体。等温转变曲线的“鼻子”离纵坐标较近，若将钢从奥氏体化温度进行连续冷却时，很容易碰到曲线为鼻尖而首先在高温区域发生珠光体转变，因而使贝氏体转变受到抑止。只有采取从奥氏体化温度以不碰到曲线鼻尖则冷却速度（这里取10℃/s）快速冷却到中温区域，然后进行等温处理才能进行贝氏体转变。中温区域的转交产物，是由铁素体和渗碳体两相形成的混合组织，从图中可以看出对新型轧辊用高速钢来说只形成下贝氏体，在下贝氏体中，粒状或针状的渗碳体镶嵌在铁素体基体上，这种组织的强度和硬度均较高，且具有好的耐磨性。

低温区域的转变，即过冷奥氏体转变为马氏体。这个区域的温度范围从Ms点至Mf点。当奥氏体刚过冷到Ms点以下，马氏体转变立即迅速进行。但如果在同一温度继续延长时间，马氏体量未见增加，而且转变很快就会终止。所以它和中温区域转变相似在低温区域的给定温度下，往往转变不能进行到终了，总留有一部分残余奥氏体。只有继续降低转变湿度，才能使残余奥氏体继续向马氏体转变。