【正文】 計(jì)（論文） 4 分析與討論 12 4 分析與討論 60SiMnMo 熱軋輥 熱處理工藝設(shè)計(jì)已經(jīng)在前面展示，在加工工藝過(guò)程中會(huì)出現(xiàn)的缺陷是斷裂，斷裂出現(xiàn)的原因和防止方法如下 ： 斷裂原因； ① 、脆性斷裂，此類軋輥斷口形狀較為平整，斷口周?chē)伾肀砻孑^為齊整； ② 、韌性斷裂，此類軋輥斷口形狀多呈 蘑菇頭 狀，斷口附近的輥身均成粉碎狀 破碎。采攀枝花學(xué)院本科課程設(shè)計(jì)（論文） 設(shè)計(jì)說(shuō)明 11 用襯砂金屬型并繼續(xù)提高碳當(dāng)量可得粗麻口組織的軋輥，稱半冷硬鑄鐵軋輥。 ⑶ 特殊軋輥 它用于鋼管軋機(jī)、車(chē)輪軋機(jī)、鋼球軋機(jī)及穿孔機(jī) 等專用軋機(jī)上。 軋機(jī)類型 按軋機(jī)類型軋輥可分為以下三類： ⑴ 平面軋輥 即板帶軋機(jī)軋輥，其輥身呈圓柱形。 攀枝花學(xué)院本科課程設(shè)計(jì)（論文） 設(shè)計(jì)說(shuō)明 10 按硬度值 ⑴ 軟輥 肖氏硬度約為 30~40，用于開(kāi)胚機(jī)、大型型鋼軋機(jī)的粗軋機(jī)等。直接接觸軋件的軋輥稱工作軋輥；為增加工作軋輥的剛度和強(qiáng)度而置于工作軋輥背面或側(cè)面又不直接接觸軋件的軋輥稱支承輥。 （三）按制造材料：鑄鋼系列軋輥、鑄鐵系列軋輥和鍛造系列軋輥 （四）軋輥常用的熱處理類型：去應(yīng)力退火、等溫球化退火、擴(kuò)散退火、正火、回火、淬火、深冷處理。 攀枝花學(xué)院本科課程設(shè)計(jì)（論文） 設(shè)計(jì)說(shuō)明 9 工藝方法 整體軋輥、冶金復(fù)合軋輥和組合軋輥 ⒈ 整體軋輥是相對(duì)于復(fù)合軋輥而言的，整體軋輥的輥身外層與心部以及輥頸采用單一材質(zhì)鑄造或鍛造而成，輥身外層和輥頸不同的組織、性能通過(guò)鑄造或鍛造工藝以及熱處理工藝過(guò)程來(lái)控制和調(diào)整。顯微組織淬硬層深度，殘余應(yīng)力值及硬度檢驗(yàn)儀的類型都影響軋輥的硬度。 B、硬度 對(duì)鍛鋼輥的使用性能來(lái)說(shuō)硬度是很關(guān)鍵的。超聲波檢查是用于這一目的的一種普通的方法。 900~950 T 800~850 h 圖 4 60SiMnM鋼的滲碳工藝曲線 冶金檢查 鍛鋼 熱軋輥有關(guān)的兩種檢驗(yàn)室 NDT 檢驗(yàn)和硬度檢測(cè)。 熱處理工藝曲線見(jiàn)圖 3： T/℃ 810~840℃ 650~680℃ 500℃ 300℃ 400 出爐溫度 t/h 圖 3 熱軋輥的鍛后熱處理工藝曲線（正火 +回火） 機(jī)械加工 由于我們專業(yè)并不怎么涉及機(jī)加工方面的知識(shí)，因此此處不予給與說(shuō)明。 淬火熱處理所用的加熱設(shè)備與采用的淬火類型有關(guān)，多用傳統(tǒng)設(shè)備加熱后，把 軋輥 吊到高壓噴淬設(shè)備上淬火 。對(duì)于大尺寸的合金鋼零件，可采用水淬油冷，以增加淬透層深度。 攀枝花學(xué)院本科課程設(shè)計(jì)（論文） 設(shè)計(jì)說(shuō)明 7 淬火冷卻與回火 淬火冷卻 : 冷卻介質(zhì)及冷卻方式要根據(jù)鋼的淬透性及零件尺寸選擇，盡可能的使零件淬透。提高爐溫可以縮短加熱時(shí)間，采取高于正常淬火溫度 50~100℃的快速加熱方式，可以減少零件變形。以下因素決定和影響著保溫時(shí)間。 淬火處理的加熱溫度與保溫時(shí)間 調(diào)質(zhì)鋼的淬火加熱溫度，對(duì)于低合金鋼，淬火溫度應(yīng)根據(jù)臨界點(diǎn) Ac3確定，考慮合金 元素作用，為了加速奧氏體化，淬火溫度可偏高些，一般應(yīng)加熱到 Ac1以上 50~100℃ 。體質(zhì)的目的是保證軋輥表層只具有細(xì)珠光體和索氏體組織，規(guī)定的硬度和力學(xué)性能，以及心部具有足夠的韌性。 ② 細(xì)化晶粒，均勻鋼的組織及成分，改善鋼的性能或?yàn)橐院蟮臒崽幚碜鰷?zhǔn)備。 熱軋輥的常見(jiàn)退火有消除內(nèi)應(yīng)力退火和石墨化退火，下面以消除內(nèi)應(yīng)力退火為例： 軋輥在澆注后的冷卻過(guò)程中，各部位通過(guò)塑性到彈性變形溫度的時(shí)間不同；在冷卻過(guò)程中 軋輥發(fā)生石墨化和各種相變時(shí)其體積變化，這兩個(gè)因素使軋輥由表面至中心生產(chǎn)很大的應(yīng)力。 ③ 大鍛件回火后冷卻方式很重要，該 60SiMnMo 鋼 軋輥采用較高的上 限溫度620℃回火，保溫 9h 后水冷。 由于空冷的冷卻能力較小 ， 空冷時(shí)鍛件的性能潛力 較小，空冷時(shí)鍛件的性能潛力 不能充分得到發(fā)揮 ；如果 采用水冷，大鍛件的截面大，冷卻時(shí)的內(nèi)外溫差大 ， 熱應(yīng)力和組織應(yīng)力也就比較大 ， 有可能使鍛件原有的微裂紋擴(kuò)大 ， 甚至造成開(kāi)裂。擴(kuò)氫時(shí)間視鋼錠氫含量而定，一般認(rèn)為[H]≤2104%時(shí)，可取消擴(kuò)氫處理。 硅能促使鐵素體晶粒粗化，降低矯頑力。它能消除或減弱由于硫所引起的鋼的熱脆性，從而改善鋼的熱 加工性能。軋輥硬度是一個(gè)間接的物理值，它的高低受到軋輥本身內(nèi)部 組織狀態(tài)的影響，如軋輥材料的基體硬度，軋輥材料中碳化物的種類和數(shù)量，軋輥的殘余應(yīng)力等等；同時(shí)，由于軋輥硬度檢測(cè)常用的肖氏 和里氏硬度 檢測(cè)均為反彈式硬度檢測(cè)，受檢測(cè)儀器的狀態(tài)，操作者的心理因素等其他因素的影響較大。 攀枝花學(xué)院本科課程設(shè)計(jì)（論文） 設(shè)計(jì)說(shuō)明 3 常用冷軋輥中工作輥的材料有 9Cr,9Cr2,9Crv,8CrMoV 等，冷軋輥要求表面淬火， 硬度 為 HS45~105。因此熱軋輥必須具備以下性能要求 : ① 材質(zhì)均勻， 表面硬度均勻； ② 高的 淬透性 ； ③ 的熱膨脹系數(shù)，意味著較小的體積膨脹，亦即較低的熱應(yīng)力積累； ④ 的熱傳導(dǎo)性能；高的熱傳導(dǎo)性能降低了熱溫差，從而降低了熱應(yīng)力； ⑤ 的高溫屈服強(qiáng)度，高的高溫屈服強(qiáng)度有利于對(duì)抗龜裂； ⑥ 良的抗回火能力，如果鋼材最初具有的高溫屈服強(qiáng)度，會(huì)在高溫狀態(tài)長(zhǎng)時(shí)間使用而降低，則意味著熱龜裂破壞會(huì)加速形成，故軋輥材料具有良好的長(zhǎng)時(shí)間高溫抗軟化性能顯 得非常重要； ⑦ 的抗氧化性； ⑧ 的高溫蠕變強(qiáng)度，蠕變強(qiáng)度是指金屬在某一溫度下，經(jīng)過(guò)一定時(shí)間后，蠕變量不超過(guò)一定限度時(shí)的最大允許應(yīng)力。 攀枝花學(xué)院本科課程設(shè)計(jì)（論文） 設(shè)計(jì)說(shuō)明 2 2 設(shè)計(jì)方案 熱軋輥 設(shè)計(jì)的分析 工作條件 根據(jù) 熱軋輥的實(shí)際工作條件，熱軋輥常工作在 700~800℃的高溫環(huán)境，與灼熱的鋼坯相接觸，承受強(qiáng)大軋制力 ，表面承受軋材的強(qiáng)力磨損，反復(fù)被熱軋材加熱及冷卻水冷卻，經(jīng)受溫度變化幅度較大的熱疲勞作用。要使 軋輥具有足夠強(qiáng)度，主要是從軋輥材料方面來(lái)考慮，硬度通常是指軋輥工作表面的硬度，它決定軋輥的 耐磨性，在一定程度上也決定軋輥的使用壽命，通過(guò)合理的材料選用和熱處理方式可以滿足軋輥的硬度要求。60SiMnMo 熱軋輥使用在開(kāi)坯，厚板，型鋼等加工中。 11 創(chuàng)新 10 對(duì)前人工作有改進(jìn)或突破，或有獨(dú)特見(jiàn)解。 07 計(jì)算及計(jì)算機(jī)應(yīng)用能力 5 具有較強(qiáng)的數(shù)據(jù)運(yùn)算與處理能力；能運(yùn)用計(jì)算機(jī)進(jìn)行資料搜集 、加工、處理和輔助設(shè)計(jì)等。 03 課題工作量 7 按期圓滿完成規(guī)定的任務(wù)，工作量飽滿。 第十七周：撰寫(xiě)課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)，并進(jìn)行修改、完善，提交設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)。 （ 3）分析熱處理過(guò)程中可能出現(xiàn)的缺陷，針對(duì)這些缺陷提出預(yù)防措施或補(bǔ)救措施。 課程設(shè)計(jì)的內(nèi)容和要求（包括原始數(shù)據(jù)、技術(shù)要求、工作要求等） 內(nèi)容 ： （ 1）明確設(shè)計(jì)任務(wù)（包括用途、服役條件及性能要求） （ 2）繪出熱處理件零件圖 （ 3）給出設(shè)計(jì)方案 （ 4）寫(xiě)出設(shè)計(jì) 說(shuō)明 （ 5）設(shè)計(jì)質(zhì)量檢驗(yàn)項(xiàng)目 （ 6）設(shè)計(jì)熱處理工藝卡片 （ 7） 60SiMnMo熱軋輥的熱處理缺陷及預(yù)防或