[发明专利]高碳高速钢的马氏体-贝氏体复相组织热处理控制方法

说明书

本发明公开了高碳高速钢的马氏体‑贝氏体复相组织热处理控制方法，属于离心轧辊制造技术领域，包括通过热膨胀仪测得轧辊材质奥氏体向贝氏体转变的温度区间，即存在转变的最高温度和最低温度，并找到贝氏体转变最快的温度；通过热膨胀仪测得轧辊材质奥氏体向马氏体转变的温度区间，即存在转变的最高温度和最低温度，最低温度低于0℃时，此时只做出最高温度；在生产过程中，通过测温和计算，预测轧辊降温至贝氏体转变温度区间的时间，并控制该阶段之后的冷却过程，以实现不同的组织控制目标。本发明实现了工作层中马氏体相和贝氏体相比例的精准控制，改变了原铸造组织受辊型及环境影响较大、组织控制结果与使用需求不完全对应的情况。

技术领域

本发明涉及离心轧辊制造技术领域，尤其是高碳高速钢的马氏体-贝氏体复相组织热处理控制方法，用于轧辊制造。

背景技术

高碳高速钢材质是一种适用于热轧板带轧机后段工作辊的高速钢材质，该材质在保证Cr%+Mo%+V%+W%合金质量分数≥8%的同时，C%≥2.8%，因此工作层既可以形成高耐磨的马氏体与贝氏体混合组织，又可以通过孕育处理得到面积1-2%的石墨组织，能兼顾高镍铬材质良好的表面质量和抗事故性的同时，达到高速钢材质的耐磨性能。高碳高速钢材质中马氏体与贝氏体组织的比例，是影响耐磨性和抗事故性的关键组织，需要针对不同的轧制环境进行设计，以保证发挥最佳性能。

发明内容

本发明需要解决的技术问题是提供高碳高速钢的马氏体-贝氏体复相组织热处理控制方法，解决了原铸造组织受辊型及环境影响较大、组织控制结果与使用需求不完全对应的情况，针对轧辊用高碳高速钢材料的热处理生产控制，用于精确控制马氏体-贝氏体复相组织中各相比例，以达到不同的性能设计。

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：

一种高碳高速钢的马氏体-贝氏体复相组织热处理控制方法，所述控制方法用于C≥2.8%、Σ[Cr+Mo+V+W]≥8%、Ni%≥1.5%的高碳高速钢材质；该材质通过成分设计及孕育处理，铸态组织为1-2%的石墨、26-30%的碳化物，剩余为贝氏体、马氏体、残奥组织；该材质用于轧辊制造；

针对贝氏体和马氏体比例，热处理控制方法如下：

步骤1，通过热膨胀仪测得上述轧辊材质奥氏体向贝氏体转变的温度区间，即存在转变的最高温度和最低温度，并找到贝氏体转变最快的温度；

步骤2，通过热膨胀仪测得上述轧辊材质奥氏体向马氏体转变的温度区间，即存在转变的最高温度和最低温度；当最低温度低于0℃时，此时只做出最高温度；

步骤3，在生产过程中，通过测温和计算，预测轧辊降温至贝氏体转变温度区间的时间，并控制该阶段之后的冷却过程，以实现不同的组织控制目标；

所述冷却过程的控制方法为：将轧辊开箱后，辊身扣保温罩内保温，或者对辊身部分通过轴流风机吹风加快降温。

本发明技术方案的进一步改进在于：当轧辊用于事故率极低、在机磨损占比较大的轧制条件时，冷却过程的控制方法具体为：

通过轴流风机吹风控制辊身在贝氏体转变温度区间停留时间小于3h，控制贝氏体比例≤10%；

在降温至进入马氏体转变区温度上限后，停风缓慢降温，直至降至室温；此时铸态组织为≤10%的贝氏体、其他为马氏体+奥氏体的混合组织；

之后在马氏体转变温度区上限至上限+30℃补充一次18-20h的退火，以辊面到温开始计时，最终获得基体中的贝氏体比例≤10%、马氏体比例＞85%，此时组织的耐磨性最高。

本发明技术方案的进一步改进在于：当轧辊用于工况比较恶劣、对事故率相对较高、异常损耗占比大的轧制条件时，冷却过程的控制方法具体为：

通过保温控制辊身在贝氏体转变温度区间停留时间≥16h，并且将辊身控制在贝氏体转变速度最快的温度±10℃以内保持≥8h；