郭志凯， 连明洋， 卓兴建， 叶 蕾， 曹培泽， 王超锋， 商秋月

(中铁工程装备集团有限公司， 河南 郑州 450016)

隧道掘进机(Tunnel boring machine，TBM)是一种用于岩石隧道挖掘的特大型专用工程装备，通过固定在刀盘上的滚刀不断滚动挤压岩石实现破岩掘进。作为TBM掘进中与岩石直接接触的部件，刀圈在强挤压、高磨损、高冲击的环境中运行，消耗量大，更换频繁，增加施工成本，降低施工效率[1-2]。为保证TBM施工效益，使滚刀刀圈具有良好的硬度、冲击性能和耐磨性能非常关键[3]。

高碳H13钢是在H13钢基础上提高C、Mn、V合金元素含量，开发获得的TBM滚刀刀圈专用材料。高碳H13钢合金元素质量分数较高，C和Cr、Mo、V等易形成枝晶偏析，为了消除或减轻偏析对于刀圈性能的影响，使刀圈具有良好的综合性能，通常在刀圈制造过程中进行球化退火处理。球化退火可以调整钢中合金碳化物的尺寸和分布，为最终热处理做好组织准备[4]。周健等[5]研究表明，适当的球化退火处理可以适当提高碳化物尺寸、改善碳化物分布均匀性，相对于未退火试样，球化退火试样在淬回火后冲击性能得到显著提升。范学义等[6]指出合理的球化退火处理可以使合金钢在最终热处理后组织细化、碳化物分布均匀，具有更优的冲击性能和耐磨性能。作为改善高碳H13钢组织和性能的关键步骤，球化退火对于滚刀刀圈的服役寿命具有直接影响，因此研究球化退火机理并优选最佳球化退火工艺具有重要意义。目前，关于球化退火等温时间的研究较少，因此本文对高碳H13钢的球化退火等温时间进行系统研究，为高碳H13钢的性能优化提供数据支撑。……