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合金球墨铸铁初轧辊生产和热处理工艺研究 |
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分析了合金元素对于合金球铁组织和性能的影响。
碳和硅是主要的石墨化元素，硅的存在促使铁素体的量增加。由于球墨铸铁凝固过冷倾向大，易产生白口组织，要求具有较高的碳当量。碳当量过高有产生石墨漂浮和石墨粗大的倾向。取碳当量为4.0-4.3%为宜。
磷在大直径轧辊的生产中，是要严格控制的元素。在铸铁凝固过程中磷的分配系数是0.2，共晶转变完成后，残留液相中的磷含量相当高，生成二元磷共晶(Fe3P+Y)或三元磷共晶(Y+Fe3C+Fe3P)。磷共晶分布在共晶团晶界上，呈多角形，性质硬而脆，容易造成应力集中，降低了球铁的强度、塑性和韧性。所以对于直径达ψ1350mm的初轧辊来说，磷含量应控制在0.05%以下。
硫严重影响石墨球化，控制在0.03%以下。
锰有利于减少硫的有害作用，并且少量的锰有利于稳定和细化珠光体，但高含量的锰溶入奥氏体和碳化物中，使白口化倾向加大。
铬是强碳化物形成元素，合金球铁轧辊中，铬含量超过0.2%，就会出现游离碳化物，并使轧辊硬度升高。溶入基体中的铬、锰起到强化基体的作用。因此为了使球铁获得良好的强度和塑性，铬、锰元素一般控制在较低的范围。
镍是非碳化物形成元素，凝固后存在于铁素体和奥氏体中，起到稳定奥氏体和细化珠光体的作用，提高了轧辊的强度和塑性。对于珠光体组织的合金球铁，镍含量大多控制在1.5-2.5%的范围。
钼是强烈促进珠光体组织形成的元素，并且细化珠光体组织，大量的钼由于偏析倾向加剧，在晶界上形成高硬度和稳定的含钼碳化物的可能增加，将降低球铁的塑性。一般控制在0.8%以下。
基于以上分析，球墨铸铁初轧辊的化学成分设计如表1所示。
球墨铸铁蝶阀
对于球墨铸铁生产来说，由于化学成分的不同，铸造工艺的不同，其铸态组织是完全不同的，可以呈现出不同的性能指标。热处理的目的，就是在于根据轧辊的技术要求和使用条件及原始铸态组织情况，用合适的热处理方法来调整基体组织和内应力状态，以使轧辊达到最佳的技术性能指标和使用效果。
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