2022

鎢和鉬在高速鋼軋輥中的作用

　　鎢和鉬在高速鋼軋輥中的作用

　　鎢和鉬是普通高速鋼軋輥中的主要合金元素。鎢和鉬的化學性質相似，它們對高速鋼軋輥的組織轉變和性能的影響幾乎相同。區別是鉬引起結構轉變的溫度更低。使用高速鋼制造軋輥的主要原因是利用高速鋼優異的紅色硬度來提高軋輥的高溫耐磨性。高速鋼軋輥優異的紅色硬度首先歸因于M2C和MC的強抗聚集性。在普通碳鋼和低合金鋼的淬火組織中也可以獲得大量的殘余奧氏體。這些殘余奧氏體在高溫下的分解很少會增加硬度。這些鋼中的奧氏體通常在較低的溫度下分解，而析出的Fe3C型碳化物在稍高的溫度下迅速聚集，碳化物的聚集是軟化的直接原因。在高速鋼中，碳化物沉淀成非常細的顆粒和殘余奧氏體的分解共同導致二次硬化，碳化物始終保持其細小尺寸，因此高速鋼具有良好的紅色硬度。在高速鋼中，對這種現象形成影響的元素是鎢和鉬。高速鋼中鎢和鉬的原子尺寸遠大于任何其他元素，擴散速度較慢。為了使碳化物繼續積累，不僅需要鉻和釩的擴散，還需要鎢(鉬)和碳的擴散。因此，為了確保高速鋼軋輥具有良好的紅色硬度和高溫耐磨性，在軋輥結構中加入適量的鎢和鉬是合理的。

　　高速鋼軋輥：從高速鋼的發展歷史來看，鎢也是提高高速鋼回火穩定性和紅色硬度的元素。鎢主要以M6C的形式存在于高速鋼中，這對提高高速鋼的耐磨性起著重要作用。在高溫淬火過程中，M6C的一部分溶解在奧氏體中，以提高高速鋼的淬透性。溶解在基體中的鎢可以有效地防止回火過程中的沉淀。鎢原子具有大半徑和高彈性模量。它與位錯相互作用，并集中在位錯線上。位錯被鎖定，使其難以移動，形成大的固溶強化。鎢原子和碳原子之間的結合力大，這提高了高溫下馬氏體分解的穩定性，保持了高溫下的馬氏體晶格特征，并保持了高硬度。淬火和加熱過程中未溶解的M6C可以防止奧氏體晶粒在高溫下生長。在高溫回火過程中，部分鎢以W2C的形式分散和沉淀，導致二次硬化并提高高速鋼的紅色硬度。正是這些特性使得含鎢高速鋼的彌散強化和固溶強化在加熱和絕緣過程中隨著鎢含量的增加而改善，這決定了鎢具有很強的提高高速鋼熱穩定性的能力。高速鋼軋輥：鎢對高速鋼組織和主要性能的影響與其含量不成正比。高速鋼中含有7%-8%的W可以獲得令人滿意的二次硬度和熱穩定性，但此時碳化物相中含有太多的M23C6和太少的M6C。因此，淬火溫度不能太高，否則會產生非常粗的晶粒，強度和韌性會顯著降低。如果鎢含量繼續增加，生成的M6C將增加，這將顯著提高鋼的過熱穩定性。然而，如果鎢含量過高，軋輥結構中的萊氏體含量將增加，碳化物顆粒將大且不均勻，這將對軋輥的熱疲勞性能產生不利影響。

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