高鉻鑄鐵復(fù)合軋輥輥套界面結(jié)構(gòu)及耐磨性研究.pdf

1、復(fù)合軋輥輥套的結(jié)合質(zhì)量和耐磨性是人們關(guān)注的焦點(diǎn)，使用中不僅復(fù)合界面能夠滿足工作條件的要求而且軋輥工作層的組織結(jié)構(gòu)要適宜，耐磨性能高。本文在分析鑲鑄法生產(chǎn)軋輥輥套澆鑄工藝的基礎(chǔ)上，利用通用有限元商用軟件ProCAST模擬了實(shí)際生產(chǎn)工藝條件下充型和凝固過(guò)程的流場(chǎng)和溫度場(chǎng)；研究了各因素影響金屬固-液結(jié)合的規(guī)律；分析了在熱處理過(guò)程中輥套工作層組織性能變化，探討了不同硬度對(duì)磨樣和不同碳化物自由程對(duì)高鉻鑄鐵耐磨性的影響，優(yōu)化了高鉻鑄鐵熱處理工藝。<

2、br>　　利用ProCAST軟件對(duì)重力底鑄軋輥輥套過(guò)程的流場(chǎng)和溫度場(chǎng)進(jìn)行了模擬，得出與實(shí)際工藝吻合的溫度場(chǎng)，驗(yàn)證了模型和參數(shù)設(shè)定的正確性。在此基礎(chǔ)上，探索了單一因素變化時(shí)結(jié)合層處溫度變化，采用正交方法研究了各參數(shù)對(duì)結(jié)合界面最高溫度的影響，各因素影響的主次順序?yàn)椋禾淄差A(yù)熱溫度>澆鑄溫度>澆鑄時(shí)間>型砂溫度。同時(shí)研究了各參數(shù)對(duì)高溫停留時(shí)間的影響，影響的主次順序與最高溫度的相同，但最優(yōu)參數(shù)組合不同。
　　對(duì)比分析了原工藝條件下和改進(jìn)工藝

3、條件下生產(chǎn)的輥套結(jié)合層形貌和元素分布。原工藝條件下，高鉻鑄鐵熔體和45號(hào)鋼套筒的結(jié)合方式為機(jī)械附著，改進(jìn)工藝后為熔融結(jié)合。界面處有熔融層和擴(kuò)散層，在靠近高鉻鑄鐵一側(cè)有顆粒碳化物出現(xiàn)，結(jié)合強(qiáng)度明顯提高。
　　結(jié)合理論計(jì)算和樣品金相及掃描電鏡分析確定了高鉻鑄鐵的組織結(jié)構(gòu)，鑄態(tài)組織以殘余奧氏體和馬氏體為基體，其上分布有桿狀或者菊花狀的共晶碳化物 M7C3和少量的M23C6碳化物。經(jīng)熱處理后，淬火態(tài)和鑄態(tài)比較提高了硬度，弱化了沖擊韌性，回

4、火態(tài)和淬火態(tài)比較，硬度降低，沖擊韌性提高。磨粒磨損的失重量由淬火試樣到一次回火試樣和二次回火試樣依次降低。磨損機(jī)理是由脆性斷裂控制的疲勞磨損機(jī)制。
　　在干滑動(dòng)磨損中，隨著對(duì)磨樣硬度逐漸升高，由20HRC變化到47HRC及54HRC，樣品的磨損量先增大后減小。和相同硬度的對(duì)磨樣進(jìn)行磨損實(shí)驗(yàn)，淬火試樣，一次回火試樣和二次回火試樣的磨損失重量逐漸減小。淬火試樣的磨損主要表現(xiàn)為碳化物的破碎和剝落，而回火試樣主要是粘著磨損和輕微的層狀撕裂

5、。
　　自軋輥輥套的外表面向內(nèi)，共晶碳化物的體積分?jǐn)?shù)逐漸變小，碳化物的平均自由程逐漸增大。隨著碳化物平均自由程增大，二次回火態(tài)高鉻鑄鐵試樣的耐磨性提高。摩擦系數(shù)在0.35附近波動(dòng)，摩擦磨損機(jī)理主要是疲勞磨損和氧化磨損。二次回火試樣在磨粒磨損中失重量明顯大于摩擦磨損。磨粒磨損表面主要表現(xiàn)為碳化物的碎裂和磨粒的切削犁溝，磨損機(jī)制為切削磨損和磨粒磨損。
　　分析了高鉻鑄鐵在不同溫度和介質(zhì)下淬火和回火的組織、硬度、沖擊韌性和耐磨性，