高铬铸铁轧辊表面氧化膜影响因素的研究

分析研究了高铬铸铁轧辊在不同氧化温度、氧化时间、表面粗糙度和介质条件下的氧化膜形貌,得出高铬铸铁轧辊高的表面光洁度有利于获得均匀致密的氧化膜;随氧化温度的升高和时间的增加,氧化膜不断长大、增厚;高温水蒸气会加速轧辊氧化.并提出应适当调整轧辊冷却条件,使下线轧辊温度控制在60~65℃左右.     

高速钢轧辊表面氧化膜研究

借助Gleeble 3500模拟机模拟了高速钢轧辊服役时表面工作层温度的升高,得到了循环加热冷却30次、50次及100次后试样表面的氧化膜。为对比分析,对高铬铸铁轧辊进行了循环50次的试验。利用扫描电子显微镜、X射线衍射分析仪、原子力显微镜对循环氧化后的试样表面氧化产物及其形貌进行了分析。结果表明:随着循环次数增加,高速钢轧辊氧化程度加剧,氧化膜更加致密;同样循环次数下,高铬铸铁轧辊氧化程度要比高速钢严重且氧化膜的粗糙度也大于高速钢。     

3种典型轧辊材料氧化行为的原位观察

轧辊表面氧化膜的形成及剥落对轧辊的消耗及产品质量有显著影响。采用VL2000DX-SVF18SP型超高温激光共聚焦显微镜观察了高铬铸铁、高铬铸钢和高速钢在连续加热及等温过程中其表面氧化膜形成的特征，同时对比研究了这3种材料在循环加热、冷却后的氧化行为。结果表明，高铬铸铁和高铬铸钢开始形成氧化膜的温度较低，约为300 ℃，但氧化膜致密均匀，抑制了高温及等温过程氧化膜的生长；而高速钢氧化膜开始形成温度较高，氧化膜快速形成的温度约为480 ℃，但氧化膜均匀性差，具有较快的生长速率，高速钢的抗氧化性显著低于高铬铸铁和高铬铸钢。     

3种典型轧辊材料氧化行为的原位观察

轧辊表面氧化膜的形成及剥落对轧辊的消耗及产品质量有显著影响。采用VL2000DX—SVF18SP型超高温激光共聚焦显微镜观察了高铬铸铁、高铬铸钢和高速钢在连续加热及等温过程中其表面氧化膜形成的特征，同时对比研究了这3种材料在循环加热、冷却后的氧化行为。结果表明，高铬铸铁和高铬铸钢开始形成氧化膜的温度较低，约为300 ℃，但氧化膜致密均匀，抑制了高温及等温过程氧化膜的生长；而高速钢氧化膜开始形成温度较高，氧化膜快速形成的温度约为480 ℃，但氧化膜均匀性差，具有较快的生长速率，高速钢的抗氧化性显著低于高铬铸铁和高铬铸钢。     

热轧辊工作层的氧化动力学

利用热分析仪对高铬铸铁轧辊和高速钢轧辊的工作层进行了变温氧化试验,得到了轧辊随着温度变化的氧化增重曲线。高铬铸铁轧辊的氧化速率随温度变化不大,而高速钢轧辊的氧化速率在600℃和750℃时明显增加。根据热分析试验结果计算了高铬铸铁轧辊在800℃以下区间内的氧化激活能为10226.1 J/mol,高速钢轧辊在100~600℃区间内的氧化激活能为10060.4 J/mol。绘制了轧辊在工作温度区间300~600℃内的氧化增重随时间变化的曲线,为现场进行轧辊温度控制提供理论参考。     

高铬铸铁高温氧化产物转变和动力学研究

研究了高铬铸铁氧化动力学和不同氧化温度氧化产物生长形态、结构转变.结果发现:高铬铸铁组织中铁基体和合金碳化物表面生成的氧化物形核生长位置具有较强的选择性,500℃氧化,铁基体表面优先形核,氧化层结构由内层Cr2O3和外层针状Fe2O3组成,600℃以上氧化,氧化激活能增加,外层Fe2O3停止生长,氧化层结构转变为Cr2O3和颗粒状尖晶石型氧化物MnCrO4复合膜.分析了不同温度下氧化产物转变机理.     

热连轧精轧工作辊高温氧化性能的研究

通过对轧辊材料进行恒温氧化试验和热蚀试验,建立氧化指数O和热蚀指数R以表征轧辊材料的高温氧化性能。试验结果显示,高速钢材料形成良好的氧化膜需要保持合适的辊面温度,过高情况下氧化膜稳定性受到影响。对于高温情况下形成氧化膜的轧辊材料设计时,需要充分考虑高温氧化性能,基于高温氧化性能试验设计的高铬合金工具钢轧辊,具有优良的高温氧化性能。     

900mm中宽带热连轧机高速钢轧辊的研制与应用

针对热轧中宽带轧机进行了离心复合高速钢轧辊的研制与试用。试用结果表明,高速钢轧辊的磨损 量仅为高铬铸铁轧辊的1/3-1/8,下机后辊面温度和硬度合理,辊面光洁度高,氧化膜均匀、致密,可以提高生产效率,降低轧辊消耗,延长换辊周期,减少换辊次数。     

四辊厚板粗轧机用高铬特殊钢轧辊

为提高厚板生产效率和降低生产成本 ,日本日立金属公司和ＮＫＫ公司共同开发出四辊厚板粗轧机用Φ10 2 4ｍｍ× 496 0ｍｍ高铬特殊钢轧辊 ,并在应用中达到了预期效果。以往使用的铸铁轧辊 ,其组织主要为渗碳体 ,而新开发的高铬特殊钢轧辊 ,其组织存在Ｍ7Ｃ3 和Ｍ2 3Ｃ6两种碳化物 ,因而具有良好的耐磨损性能。热轧试验表明 ,高铬特殊钢轧辊磨损量是铸铁轧辊的 1/ 2 ;同时 ,对轧辊表面粗糙度进行测定 ,高铬特殊钢上轧辊表面粗糙度为 15～30 μｍ ,下轧辊表面粗糙度为 30～5 0 μｍ ;而铸铁轧辊表面粗糙度为 40～ 6 0 μｍ。另外 ,采用落重式…     

改善碳化钨颗粒与高铬铸铁界面结合的效果与机理

利用 H- 80 0透射电镜、WE- 10型万能拉伸试验机和 MM- 2 0 0型磨损试验机研究了碳化钨颗粒与高铬铸铁的界面结合问题 ,并对去除碳化钨颗粒表面的氧化膜和造渣过程进行了热力学计算。结果表明 ,由于 Si- Ca合金对于 WC颗粒表面稳定氧化膜 WO3 的还原造渣作用 ,改善了 WC颗粒与高铬铸铁的界面结合 ;当 WC含量为 2 0 %时 ,WC颗粒与高铬铸铁的界面结合最佳     

粘附性点状缺陷形成机理分析

针对钢板在轧制过程中较易出现麻点缺陷的问题，分析了中厚板表面粘附性点状缺陷的结构及其形成机理。结果表明，粘附性点状缺陷由多层氧化皮叠加形成，氧化皮中含有Fe、O、Cr和Si元素，Cr元素来自于轧辊表层脱落，因此，控制轧辊辊面质量是消除粘附性点状缺陷的有效方法。     

防轧辊表面氧化膜剥落提升带钢表面质量技术改造

国内某1 780 mm热连轧机组因精轧机工作辊表面氧化膜剥落而严重影响带钢表面质量，导致每月约有1 500 t钢卷被判为废次品。从轧辊材质、轧辊冷却水、防剥落水、轧制润滑及切水板等方面分析了轧辊表面氧化膜剥落的原因，并通过优化轧辊冷却水、调整防剥落水喷射位置、消除集管间相互干扰、改造切水板配置等技改方案解决了热轧生产中轧辊表面氧化膜剥落的问题，因氧化膜剥落产生的热轧卷废次品减少了90%以上，企业降废增效成果显著。     

防轧辊表面氧化膜剥落提升带钢表面质量技术改造

国内某1 780 mm热连轧机组因精轧机工作辊表面氧化膜剥落而严重影响带钢表面质量，导致每月约有1 500 t钢卷被判为废次品。从轧辊材质、轧辊冷却水、防剥落水、轧制润滑及切水板等方面分析了轧辊表面氧化膜剥落的原因，并通过优化轧辊冷却水、调整防剥落水喷射位置、消除集管间相互干扰、改造切水板配置等技改方案解决了热轧生产中轧辊表面氧化膜剥落的问题，因氧化膜剥落产生的热轧卷废次品减少了90%以上，企业降废增效成果显著。     

Ni42Cr6Fe合金在高温湿氢中的氧化膜组织结构及生长过程研究

用ＴＥＭ、Ｘ射线衍射、ＳＥＭ等技术研究了Ｎｉ４２Ｃｒ６Ｆｅ玻封合金在高温湿氢中的氧化膜生长过程。氧化初期，Ｃｒ＿（２）Ｏ＿３和尖晶石氧化物同时形核长大，前者在晶界处形核长大，后者在晶内处形核长大。随后由于Ｃｒ的选择氧化，氧化膜主要以Ｃｒ２Ｏ３生长为主．当氧化进行到一定程度后，由于表面层Ｃｒ的贫化，氧化膜生长转化以（Ｆｅ，Ｍｎ）Ｃｒ２Ｏ４尖晶石氧化物生长为主．最后形成表层以粗大晶粒（Ｆｅ，Ｍｎ）Ｃｒ２Ｏ４为主，底部以较小晶粒Ｃｒ２Ｏ３为主，中部由大晶粒（Ｆｅ，Ｍｎ）Ｃｒ２Ｏ４围绕小晶粒Ｃｒ２Ｏ３的稳态氧化膜组成     

辊面氧化膜局部保留及其对粗轧板形的影响探讨

为改善粗轧R₂新辊上机1万t以内的板形游动和打滑问题,研究了3种不同形式辊面氧化膜局部保留的工作辊对粗轧板形的影响规律。通过分段函数的方法,磨削出3种不同形式的局部氧化膜保留的粗轧工作辊,分别为:上下辊均为半磨削,保留中间氧化膜;上辊为半磨削,下辊为全磨削,上辊保留中间氧化膜;上下辊均保留两肋氧化膜。对比了3种不同形式局部氧化膜保留的工作辊与全磨削工作辊轧制对应的带钢镰刀弯精度。试验结果表明:这3种粗轧工作辊氧化膜局部保留的方式,均可有效控制新工作辊上机初期的板形游动问题,与全磨削工作辊相比,这3种氧化膜局部保留方法可使粗轧板坯镰刀弯控制精度从33%提升至45%。通过对每次下线的工作辊上下对调,再仅将上辊保留中间氧化膜,下辊为全磨削,或者将上下辊均为半磨削和上下辊均保留肋氧化膜的工作辊交替使用,均可实现每套工作辊都有局部氧化膜保留,同时确保轧辊使用安全,有效控制粗轧工作辊上机初期带钢的板形游动问题并提高镰刀弯精度。     

NiAl-28Cr-6Mo共晶合金的高温氧化行为

本文采用恒温氧化实验方法,在900~1150℃下测试了NiAl-28Cr-6Mo共晶合金的氧化性能,分析了合金的氧化动力学,SEM观测了合金表面以及横截面的形貌。研究表明,NiAl-28Cr-6Mo共晶合金在900~1100℃下合金表面生成了连续的Al_2O_3氧化膜,具有较好的抗氧化性能;900~1000℃氧化膜主要由θ-Al_2O_3和Cr_2O_3组成,随着恒温氧化温度的升高,θ-Al_2O_3和Cr_2O_3减少,α-Al_2O_3增多,1100℃下的氧化膜表面则主要由细小、致密的α-Al_2O_3组成;氧化过程中,表面氧化膜存在着θ-Al_2O_3→α-Al_2O_3的相变过程;θ-Al_2O_3较α-Al_2O_3的保护性差导致1000℃合金氧化增重大于1050℃和1100℃;1150℃下共晶合金氧化膜发生剥落,没有形成完整的Al_2O_3氧化膜导致合金的抗氧化性能恶化,氧化增重迅速增加。     

多层氧化膜应力腐蚀开裂裂尖的微观力学特性

以氧化膜破裂理论和光电化学法的研究结论为基础,利用有限元分析方法对高温水环境中316不锈钢表面多层氧化膜应力腐蚀开裂(SCC)裂纹尖端微观力学状态进行了分析。结果表明:裂纹尖端区域的高应力应变区主要集中在氧化膜的Fe_3O_4层中;多层氧化膜中不同材料层的交界处均出现应力应变的突变;多层氧化膜中Cr_2O_3层和镍富集层的高应力是促使氧化膜强度减小并发生脆断的主要原因之一。     

Sr和稀土对铝合金表面氧化膜保护效果的影响

通过X射线衍射、扫描电镜等方法分析了变质元素对A356铝合金表面氧化膜成分及形貌的影响。从添加元素对表面氧化膜致密性、完整性的影响角度出发，考察了Al—10RE中间合金、Sr处理对A356合金熔体氢含量的影响机制。试验结果表明：A356合金经过Al—10RE中间合金处理后，表面氧化膜中形成了大量La2O3与Al2O3的复合氧化物LaAl11O18这种复合氧化物使表面氧化膜更加致密，氧化膜表面非常平整，几乎看不到开裂的现象，有效地阻止了铝与水的反应。而加入Sr后，形成了SrO与Al2O3的复合氧化物SrAl2O4，这种复合氧化物使表面氧化膜致密性变差，氧化膜表面出现大量反复开裂的痕迹，使得新鲜的铝液不断的暴露于空气中，大大促进了铝与水的反应，使熔体氢含量大幅度增加。     

High Temperature Oxidation of a Work Roll Grade High Speed Steel

High speed steels are used for the manufacture of the work rolls used in hot rolling steel mills. An understanding of the degradation phenomena of work rolls is essential, particularly in fields related to the oxidation of the surface, given the importance of the surface quality of the rolled product at the end of the process and its close relation with the changes experienced by the surface of the rolls. The high temperature oxidation behaviour of a work roll grade high speed steel was studied using gravimetric means under isothermal conditions at 550 and 615 °C in dry air and in a mixture of dry air and water vapour. At both temperatures, the mass gain of the samples exposed to the mixture of dry air and water vapour was considerably higher than that of the samples exposed to dry air. For all the experimental conditions, oxide growth was better described by the parabolic rate law. The composition of the oxide layer was influenced by the oxidant atmosphere, as the layer in the water vapour containing environment included an iron-chromium spinel (M₃O₄), magnetite and hematite, whereas the layer in the dry air condition consisted of iron?Cchromium spinel, hematite and vanadium oxide. The effect of composition of the oxidant atmosphere on the rate of oxidation of the steel and the components of the oxide scale is discussed.     

温度梯度降温对铝合金阳极氧化膜性能的影响

采用自制的硬质阳极氧化装置,在铝合金6061薄板表面沿着铝基体方向形成较大的温度梯度降温条件,对铝板进行硫酸硬质氧化试验。对氧化膜形貌、硬度、膜厚分别进行了观察和分析。结果表明,相同条件下,采用温度梯度法制备的硬质阳极氧化膜,其均匀性、膜的厚度和硬度都大大优于传统的硬质阳极氧化膜,膜的质量得到很大的提高。