近年來(lái)板坯的連鑄技術(shù)已經(jīng)得到了長(zhǎng)足的發(fā)展,在鋼鐵行業(yè)的生產(chǎn)中占據(jù)重要地位,其中拉矯輥?zhàn)鳛檫B鑄機(jī)的重要部件,工作環(huán)境十分惡劣,需要在高達(dá)1000℃的板坯上滾動(dòng)。在板坯的傳熱和拉矯輥內(nèi)部冷卻水的周期熱循環(huán)下,受到熱應(yīng)力作用,在輥體表面會(huì)出現(xiàn)裂紋。同時(shí)由于拉矯輥對(duì)板坯有一定的夾緊力,在滾動(dòng)過程中難免產(chǎn)生摩擦,長(zhǎng)期服役會(huì)出現(xiàn)磨損。本文提出了以等離子噴涂的方式將WC-20Cr7Ni噴涂在拉矯輥上,使碳化鎢涂層作為保護(hù)層強(qiáng)化拉矯輥表面屬性,減少拉矯輥在服役過程中的熱應(yīng)力值、氧化腐蝕、磨損,從而提高拉矯輥的使用壽命。本文首先對(duì)噴涂的WC-20Cr7Ni噴涂做了硬度、結(jié)合強(qiáng)度和隔熱性能的材料屬性實(shí)驗(yàn),硬度測(cè)試間接的證明了碳化鎢涂層的耐磨性極高,而結(jié)合強(qiáng)度實(shí)驗(yàn)則表明了碳化鎢涂層在服役過程中的可靠性能較高。最后隔熱性能的實(shí)驗(yàn)表明了碳化鎢涂層能降低拉矯輥工作的熱應(yīng)力。其次,為碳化鎢涂層試件設(shè)計(jì)了熱沖擊試驗(yàn),采用單方向加熱至高溫然后水淬的方式探究碳化鎢涂層在熱沖擊下的表現(xiàn),實(shí)驗(yàn)表明WC-20Cr7Ni噴涂在80次熱沖擊表現(xiàn)依舊良好。然后使用金相顯微鏡觀察了碳化鎢涂層熱沖擊前后斷面的組織形貌,通過對(duì)比探究其失效機(jī)理。繼而,使用了有限元軟件ABAQUS對(duì)拉矯輥的工作環(huán)境做了仿真模擬,對(duì)比了常規(guī)拉矯輥與碳化鎢涂層拉矯輥在相同工作環(huán)境下的應(yīng)力場(chǎng)與溫度場(chǎng)差異,并且采集相應(yīng)的應(yīng)力與溫度數(shù)據(jù),仿真結(jié)果表明WC-20Cr7Ni噴涂可以有效降低拉矯輥熱應(yīng)力。最后,選用合適的壽命計(jì)算模型,對(duì)常規(guī)拉矯輥和WC-20Cr7Ni噴涂的拉矯輥進(jìn)行熱疲勞壽命計(jì)算,計(jì)算結(jié)果表明WC-20Cr7Ni噴涂拉矯輥的具有較長(zhǎng)的使用壽命。
【學(xué)位單位】：燕山大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2019
【中圖分類】：TG174.4;TF341.6
【部分圖文】：

燕山大學(xué)工學(xué)碩士學(xué)位論文內(nèi)外連鑄的發(fā)展 世界連鑄的發(fā)展代鋼鐵的主要生產(chǎn)方式就是連續(xù)鑄鋼簡(jiǎn)稱連鑄。連鑄就是將高溫鋼水連續(xù)鑄成具有一定斷面形狀和一定尺寸規(guī)格鑄坯的生產(chǎn)工藝過程。其中完成這鋼過程的成套設(shè)備就是連鑄機(jī)[3]。其中連鑄機(jī)的簡(jiǎn)圖如圖 1-1 所示。

燕山大學(xué)工學(xué)碩士學(xué)位論文環(huán)境機(jī)的重要部件，拉矯輥的質(zhì)量決定的連鑄鋼鐵快速冷卻變?yōu)殇撆鳎诮?jīng)過結(jié)晶器，高壓水冷用來(lái)控制鑄坯冷卻、驅(qū)動(dòng)以及成型，在不斷地于鋼坯內(nèi)外部分冷卻速度不一，鋼坯內(nèi)外由于時(shí)拉矯輥就起到了扭曲變形板材矯直、牽引輸作簡(jiǎn)圖如圖 1-2 所示，工作時(shí)由于鑄坯變形作鑄坯矯直變形，同時(shí)鑄坯也會(huì)給拉矯輥一個(gè)反拉矯輥受到彎矩聯(lián)合作用，經(jīng)過分析計(jì)算拉坯子產(chǎn)生較大影響[17]。

出現(xiàn)環(huán)向裂紋，若是使用不當(dāng)拉矯輥甚至?xí)霈F(xiàn)剝落和失效形式如下所示：輥在與板坯接觸過程中有一定的夾緊力，拉矯輥轉(zhuǎn)動(dòng)過，對(duì)于連鑄機(jī)中拉矯輥生產(chǎn)環(huán)境是高溫高濕的狀況下，隨著夾緊力和板坯摩擦的作用下，工作輥表面會(huì)產(chǎn)生破大，輥?zhàn)訌较虺叽鐣?huì)變小而影響正常生產(chǎn)流程，降低產(chǎn)。的鑄坯接觸拉矯輥，拉矯輥溫度上升，但內(nèi)部冷卻水又度在不斷變化，在周期溫度的變化以及外冷內(nèi)熱下產(chǎn)生工作中，各種應(yīng)力的作用下輥體極易產(chǎn)生循環(huán)熱疲勞失拉矯輥夾緊力以及鑄坯反作用力下，裂紋會(huì)逐漸擴(kuò)散蔓進(jìn)行修理。其中圖 1-3 為拉矯輥因裂紋而失效的情況。
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本文編號(hào)：2840055