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[摘 要]本文以新型支承辊用钢为研究对象，利用微观分析方法，研究了回火温度对新型支承辊用钢显微组织和硬度的影响。结果表明，回火温度<560℃时，显微组织为回火马氏体；回火温度>560℃时，显微组织为回火索氏体，且均存在碳化物Cr 7C3。硬度随着回火温度降低逐渐增加，最终达到平台78 HSD。
[关键词]回火温度 显微组织 硬度
中图分类号：TG161；TG142.1 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2017）31-0284-01
Cr5型锻钢支承辊合金含量较高，拥有优越的淬硬性、淬透性以及良好的耐磨性和抗断裂性，成为带钢轧机支承辊的主流产品。随着各钢厂对板型控制要求的不断提高，相应地对支承辊要求也越来越高特别是对支承辊的毫米轧制量要求越来越高。为适应高强度轧制的要求，我公司研制开发出了新型Cr5锻钢支承辊材质，有望提高支承辊毫米轧制量。
我公司锻钢支承辊的最终热处理工艺方式为差温热处理+回火。选择合适的回火温度不仅能满足支承辊硬度要求，回火过程还使残余奥氏体发生转变，使辊身淬硬层获得益于使用的回火马氏体组织。回火热处理制度直接影响着Cr5钢最终状态下的显微组织、硬度、机械性能等。本文主要探讨回火加热制度对新型Cr5锻钢支承辊材质显微组织、基体硬度的影响，为该材料推广使用中热处理工艺的制定提供参考。
一、试验材料及方法
试验材料为新型Cr5锻钢，将试样加热到940℃，保温90min，随后进行空冷，空冷结束后进行回火，回火温度为480℃、520℃、560℃、580℃、600℃、620℃、650℃、680℃。
利用200 MAT型金相组织光学显微镜观察试样的显微组织，用CSS44300电子万能試验机和CBD-500型冲击试验机进行拉伸和冲击性能检测，用型号660RLD/T洛氏硬度计进行显微硬度检测。
二、试验结果与分析
1 回火温度对显微组织的影响
回火温度是决定回火组织和性能的重要因素。图2为试样回火工艺前原始组织形貌。由图2可得，原始组织为马氏体+质点状碳化物。对经不同温度回火的试样进行显微组织检测发现，回火温度低于580℃时为回火马氏体，高于580℃时为回火索氏体。不同回火温度下试样显微组织详见图2-图4。当回火温度为520℃时，组织为回火马氏体+少量细粒状碳化物；当回火温度为580℃时，组织为保留马氏体位向的回火索氏体+少量细粒状碳化物；当回火温度为620℃时，组织为回火索氏体+少量细粒状碳化物。可见，该材质支承辊回火稳定性较高，实际生产中回火温度一般不高于580 ℃，预测该材质支承辊生产件经最终热处理后的工作层内显微组织为回火马氏体+颗粒状碳化物，为工作层内获得全马氏体组织奠定了基础。
为了明确碳化物类型，对520℃回火试样进行能谱分析和X射线衍射试验，回火组织中碳化物主要为Cr 7C3，该碳化物硬度高达1800HV，且均匀弥散分布在基体中，大大提高支承辊耐磨性，能够提高支承辊的实际使用性能。
2 回火温度对硬度的影响
为了减少试验误差，每个回火温度选取3个试样进行硬度检测，然后取平均值，硬度检测结果如图5所示。
由图5可得，随着回火温度的降低，试样硬度逐渐增加，当回火温度为450-500℃时，硬度达到一平台78 HSD。这种变化与试样显微组织的变化有密切关系。当回火温度低于500℃时，原始组织中马氏体分解使试样的硬度下降，同时马氏体中碳原子偏聚及碳化物的析出引起弥散强化使硬度升高。这两方面综合作用导致硬度趋于平缓。当回火温度高于500℃时，试样硬度随温度的升高缓慢而下降。这是因为随着温度的升高，马氏体分解加速，导致试样硬度下降。
三、结论
1. 不同回火温度对试样显微组织产生影响。当回火温度<580℃时，试样显微组织为回火马氏体；当回火温度>580℃时，试样显微组织为回火索氏体。回火显微组织中碳化物均为Cr 7C3。
2. 随着回火温度的降低，试样硬度逐渐增加，当回火温度为450-500℃时，试样硬度达到一平台78 HSD。
[关键词]回火温度 显微组织 硬度
中图分类号：TG161；TG142.1 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2017）31-0284-01
Cr5型锻钢支承辊合金含量较高，拥有优越的淬硬性、淬透性以及良好的耐磨性和抗断裂性，成为带钢轧机支承辊的主流产品。随着各钢厂对板型控制要求的不断提高，相应地对支承辊要求也越来越高特别是对支承辊的毫米轧制量要求越来越高。为适应高强度轧制的要求，我公司研制开发出了新型Cr5锻钢支承辊材质，有望提高支承辊毫米轧制量。
我公司锻钢支承辊的最终热处理工艺方式为差温热处理+回火。选择合适的回火温度不仅能满足支承辊硬度要求，回火过程还使残余奥氏体发生转变，使辊身淬硬层获得益于使用的回火马氏体组织。回火热处理制度直接影响着Cr5钢最终状态下的显微组织、硬度、机械性能等。本文主要探讨回火加热制度对新型Cr5锻钢支承辊材质显微组织、基体硬度的影响，为该材料推广使用中热处理工艺的制定提供参考。
一、试验材料及方法
试验材料为新型Cr5锻钢，将试样加热到940℃，保温90min，随后进行空冷，空冷结束后进行回火，回火温度为480℃、520℃、560℃、580℃、600℃、620℃、650℃、680℃。
利用200 MAT型金相组织光学显微镜观察试样的显微组织，用CSS44300电子万能試验机和CBD-500型冲击试验机进行拉伸和冲击性能检测，用型号660RLD/T洛氏硬度计进行显微硬度检测。
二、试验结果与分析
1 回火温度对显微组织的影响
回火温度是决定回火组织和性能的重要因素。图2为试样回火工艺前原始组织形貌。由图2可得，原始组织为马氏体+质点状碳化物。对经不同温度回火的试样进行显微组织检测发现，回火温度低于580℃时为回火马氏体，高于580℃时为回火索氏体。不同回火温度下试样显微组织详见图2-图4。当回火温度为520℃时，组织为回火马氏体+少量细粒状碳化物；当回火温度为580℃时，组织为保留马氏体位向的回火索氏体+少量细粒状碳化物；当回火温度为620℃时，组织为回火索氏体+少量细粒状碳化物。可见，该材质支承辊回火稳定性较高，实际生产中回火温度一般不高于580 ℃，预测该材质支承辊生产件经最终热处理后的工作层内显微组织为回火马氏体+颗粒状碳化物，为工作层内获得全马氏体组织奠定了基础。
为了明确碳化物类型，对520℃回火试样进行能谱分析和X射线衍射试验，回火组织中碳化物主要为Cr 7C3，该碳化物硬度高达1800HV，且均匀弥散分布在基体中，大大提高支承辊耐磨性，能够提高支承辊的实际使用性能。
2 回火温度对硬度的影响
为了减少试验误差，每个回火温度选取3个试样进行硬度检测，然后取平均值，硬度检测结果如图5所示。
由图5可得，随着回火温度的降低，试样硬度逐渐增加，当回火温度为450-500℃时，硬度达到一平台78 HSD。这种变化与试样显微组织的变化有密切关系。当回火温度低于500℃时，原始组织中马氏体分解使试样的硬度下降，同时马氏体中碳原子偏聚及碳化物的析出引起弥散强化使硬度升高。这两方面综合作用导致硬度趋于平缓。当回火温度高于500℃时，试样硬度随温度的升高缓慢而下降。这是因为随着温度的升高，马氏体分解加速，导致试样硬度下降。
三、结论
1. 不同回火温度对试样显微组织产生影响。当回火温度<580℃时，试样显微组织为回火马氏体；当回火温度>580℃时，试样显微组织为回火索氏体。回火显微组织中碳化物均为Cr 7C3。
2. 随着回火温度的降低，试样硬度逐渐增加，当回火温度为450-500℃时，试样硬度达到一平台78 HSD。