奥—贝球铁复合轧辊的研制
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摘要
轧辊是轧机上必不可少的重要部件，要求表皮硬度、强度高，内部塑性、韧性好等特点。传统轧辊通常采用冷硬铸铁、高铬铸铁或是球墨铸铁生产：但随着冶金工业向着大型化、高速化和自动化方向的发展，导致传统方法生产的轧辊已不能满足现代化生产的具体要求。奥一贝球铁具有强度、硬度高，塑性、韧性好的优良综合机械性能，但目前奥一贝球铁的生产大都采用等温淬火工艺。为了克服等温淬火的不利条件、降低能量消耗、改善劳动条件和进一步提高轧辊的综合机械性能，研究在铸态下通过添加适量合金元素生产奥一贝球铁复合轧辊。通过对奥一贝球铁复合轧辊进行成分优化、组织优化、计算机模拟轧辊凝固时的温度场和进行奥一贝球铁复合轧辊的试制生产，确定奥一贝球铁复合轧辊的最佳生产工艺。研究结果表明：奥一贝球铁复合轧辊具有强度、硬度高，塑性、韧性好的优良综合机械性能，其生产的最佳化学成分和镍、钼、铜合金元素的最适加入量以及最佳热处理工艺分别为：C3．7％、Si2．4％、Mn≤0．3％、S≤0．05％、P≤0．05％、含钡硅铁0．3％(孕育剂加入量)、Ni4％、Mo0．6％、Cu0．5％和250℃保温1小时后空冷；合金元素及其加入量和回火热处理工艺对奥一贝球铁复合轧辊的石墨形态没有明显影响，但对基体组织有重要影响，并且所加入的合金元素在基体上分布均匀，其基体组织为贝氏体、残余奥氏体和少量马氏体的混合组织；在贝氏体与残余奥氏体的比例约为4．5：l时，奥一贝球铁复合轧辊达到最佳的综合机械性能；奥一贝球铁复合轧辊经凝固温度场模拟表明无缩孔、缩松产生，能稳定地应用于奥一贝球铁复合轧辊的实际生产。
Roll is indispensable important unit in the rolling mill and requests high strength and hardness in epidermis and excellent ductility and toughness in interior．The traditional roll usually produces with white cast iron、high c~ome casting iron and ductile iron，but the roll produced with traditional process has call not satisfied the specific needs of modemization production、with the development of metallurgical industry towards more greatness、high speed and automation．Austempered ductile iron has excellent synthetic mechanical properties of high strength and hardness and excellent ductility and toughness，but the production of austempered ductile iron mostly uses austempering process at nOW．In order to overcome disadvantages of austempering、bring down consumption of energy、ameliorate labor condition and improve synthetic mechanical properties of the roll，we research the production of the compound roll of austempered ductile iron by adding appropriate alloy elements in as-cast condition．We Can find out the optimal production process of the compound roll of austempered ductile iron by improving component and structure、thermal field simulation using computer and experimental production．The research results indicate that the compound roll of austempered ductile iron have excellent synthetic mechanical properties of high strength and hardness and excellent ductility and toughness and the optimal chemical component of the production、the appropriate additions of Ni、Mo、Cu and the optimal heat treatment technology respectively are C3．7％、Si2．4％、Mn~<0．3％、S≤0．05％、P≤0．05％、ferrosilicon containing barium 0．3％(the addition of inoculation)、Ni4％、MoO．6％、Cu0．5％and coolness in the air after keeping l hour at 250"C．Alloy elements and their additions and tempering heat treatment technology have not obvious influence on graphite morphology of the compound roll of austempered ductile iron，but they have important effect on the marx structure and the additional alloy elements homogeneously distribute in the matrix structure and the marx structure is mixed structure of bainite、retained austenite and rare matensite．The compound roll of austempered ductile iron Can obtain the optimal synthetic mechanical properties when the proportion between bainite and retained austenite is 4．5：1．It is found that the compound roll of austempered ductile iron does’t generate shrinkage and dispersed shrinkage by thermal field simulation，SO we can steadily produce the compound roll of austempered ductile iron．
Roll is indispensable important unit in the rolling mill and requests high strength and hardness in epidermis and excellent ductility and toughness in interior．The traditional roll usually produces with white cast iron、high c~ome casting iron and ductile iron，but the roll produced with traditional process has call not satisfied the specific needs of modemization production、with the development of metallurgical industry towards more greatness、high speed and automation．Austempered ductile iron has excellent synthetic mechanical properties of high strength and hardness and excellent ductility and toughness，but the production of austempered ductile iron mostly uses austempering process at nOW．In order to overcome disadvantages of austempering、bring down consumption of energy、ameliorate labor condition and improve synthetic mechanical properties of the roll，we research the production of the compound roll of austempered ductile iron by adding appropriate alloy elements in as-cast condition．We Can find out the optimal production process of the compound roll of austempered ductile iron by improving component and structure、thermal field simulation using computer and experimental production．The research results indicate that the compound roll of austempered ductile iron have excellent synthetic mechanical properties of high strength and hardness and excellent ductility and toughness and the optimal chemical component of the production、the appropriate additions of Ni、Mo、Cu and the optimal heat treatment technology respectively are C3．7％、Si2．4％、Mn~<0．3％、S≤0．05％、P≤0．05％、ferrosilicon containing barium 0．3％(the addition of inoculation)、Ni4％、MoO．6％、Cu0．5％and coolness in the air after keeping l hour at 250"C．Alloy elements and their additions and tempering heat treatment technology have not obvious influence on graphite morphology of the compound roll of austempered ductile iron，but they have important effect on the marx structure and the additional alloy elements homogeneously distribute in the matrix structure and the marx structure is mixed structure of bainite、retained austenite and rare matensite．The compound roll of austempered ductile iron Can obtain the optimal synthetic mechanical properties when the proportion between bainite and retained austenite is 4．5：1．It is found that the compound roll of austempered ductile iron does’t generate shrinkage and dispersed shrinkage by thermal field simulation，SO we can steadily produce the compound roll of austempered ductile iron．
引文
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