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热处理对冷轧辊用钢组织形貌的影响

在以轧辊为代表的大型锻件的锻后毛坯超声波探伤检测过程中，用表面波检测时会产生一种杂乱无章、像丛生的杂草一样的讯号，即为草状波。草状波缺陷会导致轧辊局部力学性能的降低，容易在该处形成微裂纹，在后续服役过程中导致轧辊剥落。而针对此种草状波的产生原因分析，目前普遍认为存在两个影响因素: 一种是锻件的组织粗细不均、碳化物分布不均现象，另一种是锻件内部细微裂纹、夹杂物和孔洞等的存在。

在轧辊调质前，通过适当的热处理工艺可以改善辊坯的草状波缺陷问题，针对70Cr5Mo钢辊坯产品超声波检测时存在的草状波缺陷问题，本文通过正火、球化退火等锻后热处理工艺，改善70Cr5Mo 钢毛坯的组织形态，得到较好的组织形貌，降低或消除毛坯草状波问题，以达到不影响检测、使用的目的。

试验材料

70Cr5Mo钢的化学成分如表所示

结论

通过1070 ℃的正火试验、于700 ℃等温不同时间和于770 ℃等温不同时间的工艺试验，得出如下结论:

(1) 70Cr5Mo 钢由于含大量的合金元素，加热后奥氏体稳定性强，在空冷状态下与油冷状态下组织基本一致，均可以得到淬火马氏体+ 碳化物+ 残余奥氏体组织; 在高温短时状态下正火，有助于改善组织的粗细不均现象，正火后组织细小、均匀;

(2) 对70Cr5Mo 钢而言，由于存在大量的合金碳化物，在加热后缓慢冷却过程中，这些碳化物很容易作为球状碳化物结晶的核心，即该材质表现出很容易形成球化珠光体的特性;

(3) 奥氏体化后缓慢冷却过程，不同冷却速度对组织有较大的影响，试验表明，当炉冷速度为70～100 ℃ /h 时，可以得到较为均匀、细小的球状碳化物;

(4) 70Cr5Mo 钢若在冶炼中出现较严重的成分偏析时，在后续锻后热处理过程，例如等温退火时，局部很容易得到呈条、片的铁素体，从而引起组织的不均匀，在表面波检测过程中形成草状波。采用正火+ 等温球化退火相结合的预处理工艺可以有效改善70Cr5Mo 钢的草状波情况，建议工艺如下: 正火，于1070 ℃ 保温一定时间后空冷→等温球化，于970 ℃保温→快冷至770 ℃保温一定时间→炉冷至500 ℃出炉空冷。

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