电磁场下离心复合制备高速钢轧辊和力学性能

复合材料科学与工程 ›› 2013, Vol. 0 ›› Issue (1): 47-50.

电磁场下离心复合制备高速钢轧辊和力学性能

李桂荣¹, 王宏明¹, 申国庆², 邵黎军²

1.江苏大学材料科学与工程学院,江苏镇江212013;
2.江苏共昌轧辊有限公司,江苏宜兴214253

收稿日期:2012-02-17 出版日期:2013-01-28 发布日期:2022-03-11
作者简介:李桂荣,女,博士,副教授。本文作者还有步小平和许晓静。
基金资助:
国家自然科学基金(51001054,50971066); 江苏省自然科学基金(BK2011533 ); 中国博士后科学基金(No．20100471382); 江苏省博士后科研资助项目(No．1001023C); 中科院低温工程学重点实验室开放课题(CRYO201106)

FABRICATION AND MECHANICAL PROPERTIES OF CENTRIFUGAL CAST HIGH SPEED STEEL ROLLER UNDER ELECTROMAGNETIC FIELD

LI Gui-rong¹, WANG Hong-ming¹, SHEN Guo-qing², SHAO Li-jun²

1. School of Materials Science and Technology,Jiangsu University,Zhenjiang 212013,China;
2. Jiangsu Gong Chang Roller Cooperation Limited,Yixing 214253,China

Received:2012-02-17 Online:2013-01-28 Published:2022-03-11

摘要/Abstract

摘要： 本文提出在离心铸造过程中施加脉冲电磁场,目的在于改善传统离心铸造容易造成元素和碳化物偏析的问题。高速钢中主要元素的设计含量为: 1.5%~2.5% C,4.0~6.0% V,4.0%~6.0% W,1.5%~4.5% Mo,2.0%~4.0% Cr 和0.04%~0.18% Zr。对脉冲电磁场主要参数进行调控和优化,脉冲磁场频率分别设定为1、2、4、6、8、10Hz 六个水平,对应铸型中心磁场的峰值强度范围为0．2~5T,经淬火和回火热处理后进行轧辊中元素含量和力学性能测试,并用方差来表征轧辊工作层径向方向元素含量波动及偏析情况。研究结果显示,在离心铸造过程中施加电磁场后,能起到抑制合金元素和碳化物偏析的作用,与未加磁场相比,硬度、抗拉强度、抗弯强度和冲击韧性等常规力学性能约提高10%。

关键词: 高速钢轧辊, 离心铸造, 脉冲磁场, 力学性能

Abstract: Pulse electromagnetic field is imposed during the centrifugal casting high speed steel to solve the segregation of elements and carbide． The main components of elements in high speed steel are designed as 1.5%~2.5% C,4.0~6.0% V,4.0%~6.0% W,1.5%~4.5% Mo,2.0%~4.0% Cr and 0.04%~0.18% Zr． The frequencies of pulse electromagnetic fields were set at 1,2,4,6,8 and 10Hz levels separately． The corresponding magnetic induced intensities of mould center were 0．2~5T． The actual elemental components were analyzed using Atomic Emission Spectrometer． During data processing parameter of variance was used to characterize the fluctuation and segregation of elements and carbides． After heat treatment of quenching and tempering several mechanical properties of materials were tested． The results show that the fluctuation and segregation have been inhibited after using pulse electromagnetic filed． The comprehensive mechanical properties are enhanced obviously,which include hardness,tensile strength,bending strength and impact toughness． The average increase amplification is about 10% compared to that without using pulse electromagnetic field．

Key words: high speed steel roller, centrifugal cast, pulse electromagnetic fields, mechanical properties

中图分类号:

李桂荣, 王宏明, 申国庆, 邵黎军. 电磁场下离心复合制备高速钢轧辊和力学性能[J]. 复合材料科学与工程, 2013, 0(1): 47-50.

LI Gui-rong, WANG Hong-ming, SHEN Guo-qing, SHAO Li-jun. FABRICATION AND MECHANICAL PROPERTIES OF CENTRIFUGAL CAST HIGH SPEED STEEL ROLLER UNDER ELECTROMAGNETIC FIELD[J]. COMPOSITES SCIENCE AND ENGINEERING, 2013, 0(1): 47-50.

[1]	高慧, 罗发, 渠永平, 王春海. SiC_f/Al₂O₃/Mullite复合材料的制备及吸波性能[J]. 复合材料科学与工程, 2022, 0(7): 60-65.
[2]	刘志, 张彬, 赵微微, 张勇. 聚氨酯复合材料步行板结构设计及力学性能研究[J]. 复合材料科学与工程, 2022, 0(7): 103-106.
[3]	门树林, 张健敏, 高志浩, 温荣严, 骆林, 崔笑晨. 碳纤维与聚酰胺自增强复合材料协同增强体系的制备及其性能研究[J]. 复合材料科学与工程, 2022, 0(6): 41-46.
[4]	赵宝艳, 陈丽娜, 张利, 包锦标. 填料/基体三维氢键网络提升PHBV复合材料力学性能[J]. 复合材料科学与工程, 2022, 0(6): 53-58.
[5]	刘雅奇, 刘运浩, 李普旺, 王超, 宋书会, 杨子明. 菠萝叶纤维增强热塑性淀粉复合材料的性能研究[J]. 复合材料科学与工程, 2022, 0(6): 59-64.
[6]	朱晔, 吴雄, 冯炳, 李攀峰. 紧凑型110 kV输电复合材料火箭塔的力学性能研究[J]. 复合材料科学与工程, 2022, 0(6): 96-104.
[7]	彭昶玮, 黄君, 吴宇, 叶太智, 黄立新. 基于柔性结点梁单元和分层法的石墨烯/环氧树脂纳米复合材料力学性能预测[J]. 复合材料科学与工程, 2022, 0(4): 18-26.
[8]	阳泽濠, 陶雷, 戚亮亮, 李朝阳, 李新河, 代俊, 刘勇, 张辉. 干法缠绕用碳纤维增强环氧树脂预浸纱线的设计及其性能研究[J]. 复合材料科学与工程, 2022, 0(3): 87-95.
[9]	柯锐, 朱晓东, 梅端, 何昌林, 吴雄, 吴峰, 沈帆. 轻量化复合电杆结构设计及应用研究[J]. 复合材料科学与工程, 2022, 0(3): 115-120.
[10]	王克杰, 陆诚, 邵慧奇, 蒋金华, 陈南梁. 碳纳米管对聚酰亚胺同质复合膜热膨胀系数的影响[J]. 复合材料科学与工程, 2022, 0(2): 62-67.
[11]	崔馨文, 蒋金华, 李俊. Vectran纤维在飞艇蒙皮材料中的力学性能研究[J]. 复合材料科学与工程, 2022, 0(1): 73-78.
[12]	蒋诗才, 闫鸿琛, 石峰晖, 李韶亮, 竹文坤. 紫外老化对快速固化碳纤维增强环氧树脂基复合材料性能影响[J]. 复合材料科学与工程, 2022, 0(1): 98-103.
[13]	任莉莉. 玄武岩纤维纳米SiO₂增强混凝土力学性能试验研究[J]. 复合材料科学与工程, 2021, 0(8): 85-90.
[14]	苏震宇, 邱启艳. 一种芳纶纤维复合材料抗鸟撞试验件研制[J]. 复合材料科学与工程, 2021, 0(7): 105-110.
[15]	聂义, 熊杰, 王建东, 高山, 李小波. 风电叶片腹板芯材加工方式对设计和制造的影响[J]. 复合材料科学与工程, 2021, 0(6): 102-105.