70Cr3Mo钢大型支承辊淬火加热计算机模拟

70Cr3Mo钢大型支承辊最终热处理淬火后辊颈和辊身需得到不同的硬度 ,因此采用辊颈包覆耐火纤维的加热方法。本文以非线性有限元法为基础 ,对加热过程进行了计算机模拟 ,实现了温度场和相变的耦合计算。比较几种不同情况的计算结果 ,认为利用原有的台车炉进行差温加热能满足要求 ,但辊身两端包裹耐火纤维对辊身的加热温度场影响很大 ,导致奥氏体层分布不理想 ,根据模拟结果提出了改进辊颈包覆耐火纤维的方案。

微观组织对70Cr3Mo钢接触疲劳性能的影响

采用金相、ＳＥＭ、ＴＥＭ、ＸＲＤ等手段，研究了钢不同热处理条件下７０Ｃｒ３Ｍｏ的组织对接触疲劳性能的影响，结果表明：７０Ｃｒ３Ｍｏ钢直接淬火＋回火条件下以孪晶马氏体为主的组织的接触疲劳性能高于等温淬火＋回火条件下贝氏体的接触疲劳强度。

70Cr3Mo钢支承辊辊坯的生产试制

采用电渣重熔工艺生产试制了70Cr3Mo钢支承辊辊坯。产品检验结果表明,辊坯的化学成分、超声波探伤、高倍检验全部合格。

70Cr3Mo钢支承辊热处理断裂的原因分析

对于尺寸较大的高碳合金钢轴(辊)类件而言,外圆表层在快速加热喷冷淬火时,一定深度的表层部分会因为相变而产生体积膨胀,从而使心部承受拉应力。加热温度越高、冷却越激烈,则淬硬层越深,心部拉应力就越大。但喷淬过程中心部温度尚处于较高状态,可以通过应变使这种应力得到协调或松弛,因而一般不会造成开裂。心部的这种开裂常常发生在热处理后的放置过程中,即所谓"置裂"。本文运用常规金相分析的方法,确定70Cr3Mo钢支承辊的断裂属于置裂并具体指出该支承辊发生置裂的主要原因是:最后热处理加热温度偏高,导致淬层马氏体粗大、残余奥氏体增多。

70Cr3Mo大型锻件支承辊辊身剥落原因分析

针对国内某钢厂3800轧机70Cr3Mo大型锻件支承辊辊面严重剥落掉块的现象,为弄清剥落掉块原因,从宏观形貌、硬度梯度、化学成分及金相组织等进行多方面分析,结果表明,硬度、金相组织等正常,支承辊出现辊面疲劳裂纹后未及时下机处理裂纹,带着裂纹缺陷长时间使用,是造成辊面最终出现大面积剥落掉块的主要原因。分析结果为支承辊堆焊修复方案提供理论支持。

70Cr3Mo钢动态再结晶临界条件研究

采用Gleeble-1500D热模拟实验机对70Cr3Mo钢进行热模拟压缩实验,变形温度为850-1150℃,应变速率为0.0110 s^-1,用加工硬化率的方法处理实验数据,再结合lnθ-ε曲线的拐点及-（lnθ）/ε-ε曲线最小值判据,建立70Cr3Mo钢热变形过程中的动态再结晶临界应变模型。研究结果表明：实验条件下,70Cr3Mo钢的lnθ-ε曲线均具有拐点特征,对应的-（lnθ）/ε-ε曲线均出现最小值,该最小值所对应的应变即为临界应变;临界应变随变形温度的降低和应变速率的增加而增大;临界应变预测模型可表示为εc=5.4446×10^-2Z^0.01878。

70Cr3Mo钢热变形行为及加工图

采用Gleeble-1500热模拟实验机研究了70Cr3Mo钢在不同变形条件下的高温压缩热变形行为，变形温度850-1150 ℃, 应变速率0.01-10 s-1。依据实验数据，分析了应力、应变间的关系，建立了流变应力本构方程和加工图。由应力、应变曲线可以得出：变形温度一定时，应力峰值随着应变速率的增加而增加；应变速率一定时，应力峰值随变形温度的增加而降低。计算分析了真应变为0.5的加工图，结果表明，70Cr3Mo钢在热压缩过程中存在两个失稳区：（1）变形温度为850-940 ℃、应变速率为0.01-1.6 s-1；（2）变形温度为975-1150 ℃、应变速率为1-10 s-1。并获得了最佳的工艺参数：变形温度为1000-1150 ℃、应变速率为0.01-0.36 s-1。

重型支承辊大厚度堆焊工艺研究

针对重型70Cr3Mo锻件支承辊在服役过程中出现的辊面剥落和掉块问题,从堆焊材料选择、堆焊工艺优化和工艺装备设计三个方面进行了综合研究。首先,通过断口宏观形貌分析、理化分析和金相分析等方法,确定了辊面剥落的主要原因是疲劳裂纹扩展导致分层。其次,根据70Cr3Mo钢的焊接性和高温性能,确定了预热温度、升温速度、中间热处理和最终热处理等关键工艺参数,并选择SW型号的超低碳Cr-Ni-Mo-V型马氏体合金钢材料进行堆焊。最后,设计了多功能保温罩和四枪堆焊装置,确保了大厚度埋弧堆焊工艺的实施。研究结果表明,该工艺能有效恢复支承辊尺寸,提升其强度、硬度和冲击性能,使修复后的支承辊使用寿命达到甚至超过新辊。该研究成果成功应用于154吨重型支承辊的堆焊修复,实现了废旧支承辊的再制造。

Modeling Flow Stress of 70Cr3Mo Steel Used for Back-Up Roll During Hot Deformation Considering Strain Compensation

A constitutive model incorporating the influence of strain developed based on the Arrhenius equation by considering the variation of material constants as a fifth polynomial function of strain is presented. Materials con- stants are fit to data from hot compression tests of 70Cr3Mo steel used for back-up roll at the temperatures from 1 173 to 1 473 K and strain rates from 0.01 to 10 s ~ by using a Gleeble-1500D thermo-mechanieal simulator. The de- veloped constitutive model is then used to predict the flow stress under all the tested conditions. The statistical pa- rameters of correlation coefficient and average absolute relative error are used to analyze the predictable efficiency and the values are 0. 997 and 3. 64%, respectively. The results show a good agreement between experimental stress and predicted stress.

半自磨机衬板材料组织和性能研究

本文对比研究了常用的ZG70Cr3Mo半自磨机衬板和自主研发的ZG35CrSiMnMoNb衬板的热处理工艺参数、金相组织、硬度、冲击韧性等。结果表明:ZG35CrSiMnMoNb衬板的组织和性能优于ZG70Cr3Mo。

接触疲劳形貌与组织的关系

在研究测试轧辊材料70Cr3Mo钢接触疲劳性能的基础上，应用SEM、TEM对接触疲劳坑的形貌、组织进行观察和分析。结果表明：不同的热处理方式所得的组织形态不同，其剥落坑形貌、裂纹的起裂和扩展机理也不尽相同；疲劳坑形貌特征与疲劳寿命相关。

大型锻件支承辊堆焊修复技术研究

针对3800厚板轧机154 t大型锻件70Cr3Mo钢支承辊辊面的严重剥落掉块,对预热温度、升温速度、焊接材料、保温时间等工艺参数进行选择,研究确定埋弧堆焊修复工艺技术。结果表明,选用超低碳5Cr-Ni-Mo-V型强韧性合金焊材,预热310~324℃等堆焊修复工艺科学合理,堆焊层超声波探伤合格,硬度满足要求,修复后使用效果良好。

大型热轧支承辊横向断裂分析

一重70Cr3Mo钢大型热轧支承辊是由碱弛平炉冶炼钢水，真空浇铸戒90．5t钢锭，再经锻造、热处理以及粗加工，制成辊径为φ1580mm的支承辊。此辊在加工中心孔过程中，辊身突然横向断裂（图1）。横向断口上可以看到断裂源为钻孔边缘上的一个φ20mm左右的缺陷（图2）。