如何减少轧辊中残余奥氏体的含量
1、回火
残余奥氏体热稳定性较差,回火可使大部分残余奥氏体转变为热稳定性更强的马氏体。回火时,组织中各种合金元素重新排列,碳化物弥散析出并产生二次硬化,淬火应力能够大大降低,组织趋于稳定。淬火温度相同的情况下,随着回火温度的升高,基体中的残余奥氏体量逐渐减少,硬度在一定范围内逐渐提高。实际生产中,高铬铁轧辊要经过500℃两次回火,高速钢轧辊要经过多次回火,这样可使残余奥氏体充分转变,*终含量控制在较低水平。
2、深冷
深冷处理是常规冷处理的延伸,是以液氮为制冷剂,在低于-130℃的温度对材料进行处理的方法。为了防止轧辊在深冷处理时产生开裂并*大限度的提高轧辊的力学性能,应在深冷理前进行一次低温回火。当温度降至-70℃以下时,轧辊中的残余奥氏体就已经开始发生马氏体转变。深冷处理会使大部分残余奥氏体转变为马氏体,可以在一定限度内提高轧辊的硬度、接触疲劳寿命和抗热裂性。温度降低过程中,马氏体基体体积收缩,增强了碳原子析出的驱动力。但是碳化物在低温下不易扩散,于是便在马氏体基体上弥散析出,从而提高了轧辊的耐磨性,轧辊中碳化物原本固溶过饱和的问题也消失。碳化物的弥散析出使得原本较大的晶粒细化,产生弥散强化作用,提高了轧辊的耐磨性和冲击韧性。轧制过程中,轧辊受到很大的交变载荷,有可能出现塑性变形,而细小弥散的碳化物可以阻碍错位运动,起到了强化作用。深冷处理转移了部分原子间的动能,使原子之间的结合更紧密,可以提高轧辊的强度和韧性。深冷后,轧辊内部各种应力大大降低,降低了变形、开裂的可能性。为了使残余奥氏体向马氏体转变更加完全,轧辊的综合力学性能得到更好的提升,实际生产中一般采用两次深冷处理。两次深冷后,轧辊的组织与性能基本不再发生变化。
3、未转变的残余奥氏体
经过回火和深冷处理后,组织中仍会存在少量的残余奥氏体。这些处于等轴压力状态的残余奥氏体相当稳定,基本不会再发生转变。轧制过程中,轧辊受到很大的交变载荷,有可能出现塑性变形和裂纹,未转变的残余奥氏体可以缓和应力、防止裂纹扩展。大量的残余奥氏体对轧辊材料的性能有很大影响,可以通过回火或者深冷处理将其含量控制在较低水平,而较少的残余奥氏体对轧辊又有一定的好处。