连铸辊埋弧堆焊层组织与性能的研究

论文摘要

连铸辊是连铸设备的核心部件,其使用性能直接影响连铸设备的作业率、炼钢的生产成本和铸坯的质量。连铸辊使用一段时间后,除了产生辊体弯曲变形外,辊面还会出现不同程度的网状裂纹、氧化腐蚀、磨损损伤等破坏,利用堆焊工艺来修复连铸辊,不但可以提高连铸辊的使用寿命,而且可以降低成本和连铸辊的消耗量,合理使用及节约合金元素,并能够提高连铸设备的作业率和产品的质量。因此,连铸辊的堆焊修复是冶金业的重大课题。试验过程中,利用金相显微镜、洛氏硬度仪、磨损实验机等实验设备对堆焊层显微组织、堆焊层的硬度、堆焊层的耐磨性以及不同堆焊层的化学成分等进行分析,并对焊接过程中可能出现的问题和防止措施进行了讨论。论文结论如下:1.焊接线能量为19KJ/cm、21 KJ/cm、27 KJ/cm时,21CrMoV5.11钢连铸辊埋弧堆焊第一层堆焊金属的稀释率不高于50%,分别为27%、30%和44%;42CrMo钢连铸辊埋弧堆焊试验选用YJ101N-S焊丝时,第三层堆焊金属中氮元素的含量为0.064%左右;第三层堆焊金属成分不受母材稀释作用的影响。2.选择专用埋弧堆焊材料,21CrMoV5.11钢和42CrMo钢连铸辊堆焊金属组织特征为:马氏体基体中分布着一定量的铁素体组织,焊接热输入增大时,铁素体的含量略有增加。3.埋弧堆焊金属每层的硬度分布较均匀;21CrMoV5.11钢连铸辊第三层堆焊金属的硬度平均值分别为39.0HRC、39.5HRC、38.6HRC。焊接热输入的变化对硬度值影响不大;直径较大的42CrMo钢连铸辊第三层堆焊金属的硬度值较高,平均为48.9HRC。4.焊接热输入量为21kJ/cm时,21CrMoV5.11钢连铸辊埋弧堆焊第三层耐磨性较好,相对耐磨系数为0.6880;Φ150mm的42CrMo钢连铸辊埋弧堆焊第三层耐磨性较好,相对耐磨系数为0.5912。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 本课题的选题背景
• 1.1.1 连铸辊的应用
• 1.1.2 连铸辊的失效形式
• 1.2 堆焊技术的现状和发展趋势探讨
• 1.2.1 堆焊技术的特点
• 1.2.2 国内外堆焊技术的发展概况
• 1.3 堆焊技术在轧辊上的应用
• 1.3.1 轧辊堆焊方法
• 1.3.2 堆焊材料的选择
• 1.3.3 基体金属的堆焊性
• 1.3.4 轧辊的堆焊工艺
• 1.4 本课题研究的目的和内容
• 1.4.1 研究目的
• 1.4.2 研究内容
• 第二章 试验材料与方法
• 2.1 试验材料
• 2.2 埋弧堆焊工艺试验设备和工艺参数
• 2.2.1 埋弧焊机
• 2.2.2 埋弧堆焊工艺要点和工艺参数
• 2.2.3 热处理设备
• 2.3 试验方法
• 2.3.1 化学成分检测
• 2.3.2 堆焊层显微组织的观察
• 2.3.3 硬度试验
• 2.3.4 磨损试验
• 第三章 试验结果与分析
• 3.1 堆焊层化学成分分析
• 3.2 显微组织分析
• 3.3 堆焊层硬度分析
• 3.4 堆焊层耐磨性分析
• 3.5 问题讨论
• 3.5.1 21CrMoV5.11 钢连铸辊埋弧堆焊试验的问题讨论
• 3.5.2 42CrMo 钢连铸辊埋弧堆焊试验的问题讨论
• 3.6 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 附录A 符号说明表
• 攻读硕士学位期间发表的学术论文
• 致谢