60simnmo热轧辊的热处理工艺设计课程设计论文(编辑修改稿)

60simnmo热轧辊的热处理工艺设计课程设计论文(编辑修改稿)内容摘要：

MnMo 等，热轧辊使用在开坯，厚板，型钢等加工中。 它承受了强大的轧制力 ，剧烈的磨损和热疲劳影响，而且热轧辊在高温下工作，并且允许单位工作量内的直径磨损，所以不要求表面硬度 ，只要求具有较高 的强度 ，韧性和耐热性。 热轧辊只采用整 体正火 或淬火，表面硬度要求 HB190~270 硬度。 轧辊硬度是一个间接的物理值，它的高低受到轧辊本身内部 组织状态的影响，如轧辊材料的基体硬度，轧辊材料中碳化物的种类和数量，轧辊的残余应力等等；同时，由于轧辊硬度检测常用的肖氏 和里氏硬度 检测均为反弹式硬度检测，受检测仪器的状态，操作者的心理因素等其他因素的影响较大。 所以无论是轧辊的制造和使用部门，需要配备专人负责硬度的检测工作，注意硬度计的选型，与其他硬度的对比关系要稳定，同时要注意经常送检和校对硬度检测仪器和标准试块，有条件的企业可以推广利用标准轧辊来进行硬度计的校对工作。 攀枝花学院本科课程设计（论文） 设计说明 4 3 设计说明 加工工艺流程 60SiMnMo 热轧辊 热处理工艺设计 的热加工工艺流程经过许多次改进形成如下的两种工艺流程 :一是冶炼→铸造→热处理→加工→性能、探伤的检测→成品；二是冶炼→铸造→粗加工→热处理→精加工→性能、探伤等检测→成品。 60SiMnMo 钢属于中碳钢，其成分 [1]如下表 1. 表 1 60SiMnMo 钢的成化学分（质量分数， %） C Si Mn Mo Ni ～ ～ ～ ～ 0 成分分析： Mn 是良好的脱氧剂和脱硫剂。 它能消除或减弱由于硫所引起的钢的热脆性，从而改善钢的热 加工性能。 Mn 和 Fe 形成固溶体，提高奥氏体的硬度和强度，经固溶处理后有良好的韧性，当受到冲击而变形时，表面层将因变形而强化，具有高的耐磨性；同时又是碳化物形成元素，进入渗碳体中取代一部分铁原子。 Si 能溶于铁素体和奥氏体中提高钢的硬度和强度。 硅能提高钢的弹性极限、屈服强度和屈服比 (σs/σb),以及疲劳强度和疲劳比 (σ1/σb)等。 硅能促使铁素体晶粒粗化，降低矫顽力。 具体热处理工艺 60SiMnMo 热轧辊在工作中进行的热处理一般有锻后热处理货调质。 ① 锻 后热处理：锻后热处理的主要目的是消除锻后应力，细化晶粒，改善切削性能。 锻后热处理还有扩氢作用。 扩氢时间视钢锭氢含量而定，一般认为[H]≤2104%时，可取消扩氢处理。 ② 调质： 热轧工作辊的最终热处理是调质。 调质的目的是保证轧辊表面获得规定的硬度和力学性能， 并保证心部具有足够的韧性。 60SiMnMo 热轧辊热处理工艺分析： ① 大锻件常用的冷却方式有很多。 由于空冷的冷却能力较小 ， 空冷时锻件的性能潜力 较小，空冷时锻件的性能潜力 不能充分得到发挥 ；如果 采用水冷，大锻件的截面大，冷却时的内外温差大 ， 热应力和组织应力也就比较大 ， 有可能使锻件原有的微裂纹扩大 ， 甚至造成开裂。 该 60SiMnMo 热轧辊调质热处理工艺为 830℃ 加热； 淬火加热温度不高 ， 冷却方 式 采用油冷。 据了解热 处理 淬火 工艺是严格执行的。 ② 大锻件回火的目的是消除或降低工件 淬火 冷却时产生的残余应力，得到稳攀枝花学院本科课程设计（论文） 设计说明 5 定组织，以满足综合性能要求；同时回火过程中还起去氢作用，以消除氢脆现象。 ③ 大锻件回火后冷却方式很重要，该 60SiMnMo 钢 轧辊采用较高的上 限温度620℃回火，保温 9h 后水冷。 为了避免回火脆性，钢 轧辊采用回火后水冷的方式： 分析认为， 600℃回火后水冷的快冷方式也会产生很大的内应力。 这是钢 轧辊热处理后放置 48h 后发生断裂的主要原因。 预备热处理工艺 退火是将偏离平衡状态的金属坯料或零件加热至较高温度，保持一定的时间后通常以相当缓慢的速度冷却，以得到接近于平衡状态组织的各种工艺方法。 热轧辊的常见退火有消除内应力退火和石墨化退火，下面以消除内应力退火为例： 轧辊在浇注后的冷却过程中，各部位通过塑性到弹性变形温度的时间不同；在冷却过程中 轧辊发生石墨化和各种相变时其体积变化，这两个因素使轧辊由表面至中心生产很大的应力。 低温退火，可在短时间内有效的消除 热轧辊内应力。 根据轧辊的材质、尺寸和铸造条件确定低温退火的 加热温度、保温时间和冷却速度等工艺参数。 退火的目的是： ① 降低钢的硬度，提高塑性，以利于切削加工及冷变形加工。 ② 细化晶粒，均匀钢的组织及成分，改善钢的性能或为以后的热处理做准备。 ③ 消除钢中的残余内应力，以防止变形和开裂。 T/℃ 退火 810~860℃ 3~4h 720~730℃ 3~4h 随炉降温 600℃出炉 t/h 图 1 60SiMnMo钢 退火工艺曲线 加热温度： Ac1+20~30℃ / Ac3+50~100℃ ；加热速度：不小于 100℃ /h；保温时间： 2~4h/ mm[3] 攀枝花学院本科课程设计（论文） 设计说明 6 调质处理的目的 热轧工作辊的最终热处理是调质。 调质前热处理余量一般为单边 10— 15mm,尖角要 到钝，尽可能圆滑过渡，对于槽口较大的热轧工作辊，粗加工时要预开槽。 体质的目的是保证轧辊表层只具有细珠光体和索氏体组织，规定的硬度和力学性能，以及心部具有足够的韧性。 调制的工艺规范见图 2： T/℃ 820~850℃ 640~660℃ 油冷 600~650℃ 350℃ 350℃ 出炉温度 图 2 调质处理的工艺曲线 t/h 影响调质处理质量的因素是钢的淬透性。 如钢材的淬透性小，使的淬火组织中含有珠光体，甚至出现铁素体时，则零件的疲劳强度与屈服强度明显下降。 调质钢的热处理必须先完全淬火得到马氏体，然后再进行高温回火处理。 淬火处理的加热温度与保温时间 调质钢的淬火加热温度，对于低合金钢，淬火温度应根据临界点 Ac3确定，考虑合金 元素作用，为了加速奥氏体化，淬火温度可偏高些，一般应加热到 Ac1以上 50~100℃。 淬火加热温度过低，则淬火时不能完全淬透，淬火组织中除马氏体外，还保留一部会铁素体，使钢的强度和硬度降低。 淬火加热处理温度过高，会导致奥氏体晶粒化，淬火后获得粗大的马氏体。 淬火加热的保温时间必须能使足够的碳化物溶于奥氏体中，并均匀化。 以下因素决定和影响着保温时间。 a 零件的尺寸。 尺寸越大，装炉量越大，加热时间越长。 b 炉温。 提高炉温可以缩短加热时间，采取高于正常淬火温度 50~100℃的快速加热方式，可以减少零件变形。 c 装炉。 装炉时零件放置间隔打则加热就快，反之，紧密放置，需较长加热时间。 装炉间隔过大，虽然缩短了加热时间，但降低了生产效率，一般取间隔为零件厚度一半。 攀枝花学院本科课程设计（论文） 设计说明 7 淬火。