雙輥連鑄高速鋼鑄帶組織及后續(xù)處理研究.pdf

1、雙輥薄帶連鑄技術(shù)作為21世紀鋼鐵冶金和材料加工領(lǐng)域前沿技術(shù)之一，可以將液態(tài)金屬直接制成金屬薄帶成品或半成品，與傳統(tǒng)鑄造工藝相比具有顯著的工藝和組織優(yōu)勢，是扁平鋼鐵產(chǎn)品生產(chǎn)技術(shù)優(yōu)化發(fā)展的方向，是鋼鐵企業(yè)實現(xiàn)短流程的技術(shù)之一。
　　 本文在具有工業(yè)規(guī)模的雙輥薄帶連鑄機上成功鑄出了M2高速鋼鑄帶，實現(xiàn)了高速鋼雙輥薄帶連鑄技術(shù)從實驗室研究階段向中試生產(chǎn)階段的跨越。采用常規(guī)金相、掃描電鏡、X射線衍射及透射電鏡等實驗研究了M2高速鋼鑄帶的凝

2、固組織特征，分析了亞快速凝固對鑄帶中的共晶碳化物的析出類型和尺寸以及分布的影響；探索了后續(xù)熱處理溫度和保溫時間對鑄帶碳化物組織的影響規(guī)律，分析了鑄帶中的亞穩(wěn)相M2C共晶碳化物在熱處理過程中的分解情況以及分解動力學(xué)；將鑄帶熱軋成薄帶，研究了壓下率對鑄帶碳化物組織的影響，并將熱軋薄帶與常規(guī)工藝生產(chǎn)的相同規(guī)格的M2高速鋼薄帶在碳化物組織、硬度與紅硬性以及抗彎性能等方面進行了對比；將熱軋薄帶加工成機用鋸條后在工具廠進行了鋸切性能試驗，并與常規(guī)工

3、藝生產(chǎn)的同類產(chǎn)品進行了使用性能對比。
　　 研究結(jié)果表明：雙輥薄帶連鑄工藝的凝固速率在102K/s～104K/s之間，遠遠高于常規(guī)工藝的凝固速率(10-1K/s～10K/s)，屬亞快速凝固范疇，亞快速凝固提高了M2高速鋼鑄帶中碳及合金元素在基體中的固溶系數(shù)，抑制了碳及合金元素的偏析；雙輥薄帶連鑄工藝細化了M2高速鋼鑄帶中共晶碳化物的尺寸，縮短了共晶碳化物的片層間距，鑄帶邊部的共晶碳化物由細小均勻的顆粒狀碳化物和短條狀碳化物組成，

4、鑄帶心部的共晶碳化物多數(shù)以網(wǎng)狀或斷續(xù)的網(wǎng)狀形式分布在奧氏體枝晶周圍，其尺寸僅為電渣錠的1/10～1/4；鑄帶的共晶碳化物中W、Mo、Fe的含量較高，V的含量較低，共晶碳化物類型以M2C型和M6C型為主，含有少量MC型共晶碳化物。
　　 可以利用M2C共晶碳化物具有高溫分解的特性，采用熱處理的辦法優(yōu)化鑄帶組織，熱處理溫度和保溫時間對鑄帶組織的影響是互動的，隨著熱處理溫度的升高和保溫時間的增加，共晶碳化物逐漸斷開，碳化物網(wǎng)逐漸消失；

5、熱處理后鑄帶中有大量細小的二次碳化物析出，一次碳化物由片層狀、“變異片層”狀等演變成鏈條狀，每個鏈條單元都接近等軸狀，且彼此之間聯(lián)系很微弱甚至是孤立的；熱處理后鑄帶中的碳化物的主要成分由熱處理前以W、Mo為主轉(zhuǎn)變?yōu)閃、Fe為主，證實了在熱處理過程中Fe參與了反應(yīng)，與M2C碳化物反應(yīng)生成了M6C和MC碳化物；熱處理后鑄帶中的碳化物主要有M6C型碳化物和MC型碳化物兩種，沒有發(fā)現(xiàn)M2C型碳化物。
　　 鑄帶中的共晶碳化物網(wǎng)在加工應(yīng)力

6、的作用下不同程度地發(fā)生變形和破碎，碳化物沿軋制方向拉長，呈現(xiàn)出明顯的方向性；隨著壓下率的增加，鑄態(tài)組織的改善越來越明顯；但是有限的變形量、較小的變形應(yīng)力不足以使網(wǎng)狀共晶碳化物完全破碎，需要在熱軋前對鑄帶進行熱處理。先對鑄帶進行1150℃保溫40min的熱處理后，再進行熱軋所得的薄帶中的碳化物基本上以細小顆粒狀均勻地分布在基體中。由鑄帶熱軋而成的高速鋼薄帶的淬回火硬度、紅硬性和抗彎強度均高于常規(guī)工藝生產(chǎn)的高速鋼薄帶。采用雙輥薄帶連鑄工藝生