激光热处理工艺对高速钢轧辊微观组织与硬度特性的影响

摘要

随着轧钢技术在轧制速度及自动化程度的不断提高，轧钢生产作为一个重要领域，对高速钢轧辊的性能要求就更高。高速钢轧辊是轧钢生产中的重要消耗备件，其耐磨性、强度及韧性的好坏直接影响到轧材质量的优劣和成本的高低。研究高速钢轧辊材料表面的组织结构及性能，对提高质量和降低生产成本具有重要的工程应用价值，也是当今轧辊研究领域的重要课题。
　　本文通过改变激光工艺参数的离焦量对Fe-2％C-6％Cr-3％Mo-2％W-5％V合金系高速钢轧辊进行热处理，主要利用扫描电子显微镜(SEM)、能谱仪(EDS)和显微硬度仪对激光热处理后的高速钢轧辊材料表面的硬化层组织、机理及其硬度进行了研究。
　　结果表明，激光热处理后，高速钢轧辊的相变硬化区和热影响区硬度均得到提高，硬化层组织明显细化，相变硬化区的表层硬度稍低，次表层的硬度最高，且在相变硬化区边界越靠近热影响区，二次碳化物越密集粗大，这些球状和条状的复合型碳化物可以有效阻止热轧过程中热裂纹的扩展，增强了轧辊的耐磨性。激光的功率和扫描速度不变，离焦量为0时，相变硬化区部分表层基体汽化形成等离子体屏蔽，阻碍表面对激光能量的进一步吸收，且凸起的微熔区会影响轧辊表面的光滑性。离焦量为+10mm时，硬化层表面平滑且硬度较高，次表层最高硬度达到847HV，是基体硬度的2～3倍，硬化层深在0.5mm～0.6mm之间，适合工业轧辊的应用。离焦量为+20mm时，硬化层硬度最低，深度最浅。

目录

声明

摘要

第一章 绪论

1．1 概述

1．2 高速钢轧辊的发展

1．3 激光热处理

1．4 课题研究的意义和内容

第二章 激光热处理工艺

2．1 激光热处理工艺参数

2．2 激光热处理的作用机理及分类

2．3 激光热处理工艺设备

2．4 本章小结

第三章 试件的材料和制备

3．1 试验材料成分

3．2 高速钢轧辊的制备

3．3 试件的制备

3．4 本章小结

第四章 组织和物相的分析

4．1 试样激光热处理后显微组织分析

4．2 试样的微观组织分析

4．3 本章小结

第五章 试件激光热处理后的力学性能分析

5．1 硬度分析

5．2 其他力学性能分析

5．3 本章小结

第六章 结论与展望

6．1 结论

6．2 展望

致谢

参考文献

附录A 攻读学位期间所发表的学术论文