高速钢轧辊热在感应加热退火处理时裂纹的形成与消除

以高碳高速钢代替高铬铸铁制造轧辊已成为轧辊的主要发展方向之一。高速钢轧辊的组织和性能与热处理有直接关系。由于高速钢轧辊与传统高速钢在成分、工艺条件等方面存在较大的差别，所以高速钢轧辊的热处理不能照搬传统高速工具钢工艺。

影响高速钢轧辊淬火裂纹的内因主要是钢中含有较多的合金元素，导热性差，裂纹倾向大。碳化物偏析对高速钢轧辊裂纹也有明显影响。淬火加热条件下，粗大网状碳化物难以充分溶解，造成轧辊性能不均匀，碳化物不均匀程度愈大，其强度、韧性和塑性愈低，相同淬火条件下，碳化物堆积处的碳合金元素含量高，熔点低，易出现过烧，奥氏体稳定性大，Ms点低，而碳化物分布少的部位Ms点高，这样就导致了马氏体转变不均匀性和不等时性，当碳合元素的富集区向马氏体转变时，而低浓区已完成马氏体转变而处于硬化状态，造成较大的组织应力，因而增大淬火裂纹倾向，减轻和消除碳化物偏析，同时采用变质处理措施使轧辊组织中碳化物变得细小且分布均匀，对改善高速钢轧辊加热退火处理裂纹具有良好的效果。

高速钢轧辊淬火冷却时，在Ms温度以下，由于发生奥氏体向马氏体的转变，体积膨胀，产生第二类畸变、第二类应力及宏观的热处理应力，容易导致淬火裂纹。淬火冷却速度过低会影响硬化程度，达不到轧辊淬硬层要求。冷却介质在过冷奥氏体分解较快的温度下，具有最强的冷却能力，在加热炉内加热至1025-1050摄氏度，经保温后置于控冷装置中，并使轧辊冷却过程中25-35r/min的速度旋转，同时在轧辊颈表面涂覆隔热材料，且辊颈置于控冷装置以外。轧辊在控冷装置中，先用雾、气冷却器喷吹冷却，辊面温度低于300摄氏度时，马氏体转变已基本完成，可入炉进行回火处理。通过调节喷管中水和空气的压力，提高冷却速度，使残余压应力增大，有利于防止淬火裂纹。在Ms点以下，通过降低喷管中水压和流量，提高空气压力，降低冷却速度，降低相变应力，有助于防止高速钢轧辊淬火裂纹。