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热轧带钢粗轧机用合金轧辊 20世纪80年代初,欧洲轧辊制造商开发出Cr钢工作辊,自此,此类轧辊在带钢热轧机(HSM)的大多数粗轧机架和紧凑带钢轧机精轧机组的前机架上得到应用。直到2010年,Cr钢仍然是全球许多HSM轧辊的标准钢种。  随着市场对粗轧机的性价比要求日益增加,其中包括高生产率、高产品质量和更高的安全标准,促使欧洲轧辊制造商在20世纪90年代早期开发粗轧机轧辊用新钢种,这就是半高速钢(semi-HSS),这一新钢种的使用被认为是轧辊在满足几乎所有所需特性的性能方面的真正革命。在西欧,半高速卷筒钢在HSM轧辊中的应用占据主导地位。然而,在部分应用领域,如不锈钢和特殊钢轧制,仍需要进一步开发新钢种,克服半高速钢的一些缺点。20世纪90年代末开发出的粗轧轧辊用特殊半高速钢,满足这一新挑战。 1、粗轧机架工作辊用钢现在,热轧带钢轧制使用的粗轧轧辊的主要钢种典型化学成分见表1,该表给出了不同粗轧机轧辊用钢种的主要元素,MC型碳化物形成元素、碳化物量和硬度的范围。表1 粗轧机架用轧辊钢种-成分、碳化物量和硬度 钢种C,wt%Cr,wt%Weq.(=W+2Mo),Wt%MC型碳化物形成元素(wt%)碳化物量(wt%)硬度(肖氏C)--136-10<-1570-80Semi-HSS --94--<575-85Semi--7-94--<575-85HSS -HSS --94--<575-85HSS(粗轧)--66-104-810-1572-82   表1中的钢种semi-HSS 1与semi-HSS 2是碳含量不同的半高速钢种,两者都含有MC型碳化物形成元素,而semi-HSS 3钢种中MC型碳化物形成元素的含量(V、Ti、Nb、Ta等)最高。 Cr钢的微观组织主要为回火马氏体,基体上分布M7C3和M6C型共晶碳化物。基体的高硬度以及各种不同于卷筒体的碳化物,决定了与以前标准的钢种相比,Cr钢的耐磨性能大大提高,抗热裂性能大为改善。在1980年代中期,Cr钢成为粗轧机工作辊的标准钢种。Semi-HSS钢种的特点是基体为具有强回火硬化效应的回火马氏体,在基体上分布了M7C3、M6C和MC型碳化物。最近开发的粗轧机工作辊用HSS钢,组织中MC和M6C型碳化物量增加,从而大量取代了基体中M7C3型碳化物。粗轧机轧辊用semi-HSS和HSS都不具有连续的碳化物网络。其中表1中的最后两个钢种需要经过长时间、复杂的热处理,改善基体组织的均匀性,并提高其使用性能。这些碳化物的类型、硬度和数量对不同轧辊的耐磨性能、表面恶化和氧化行为产生强烈影响。以下将着重介绍Cr钢和三种semi-HSS工作辊。 、热动力学模拟利用Thermo-Calc软件(TC)模拟研究Cr钢和Semi-HSS钢的热动力学条件。TC模拟过程假设在稳定的平衡条件,即非常缓慢的冷却速率,保证所有合金元素在液态或固态情况下能够发生理想扩散。在研究这些钢种在500-1500℃温度范围内,10℃温度梯度下稳定相中相体积分数后,从TC模拟结果得到,凝固形成的几乎是面心立方奥氏体,但semi-HSS 3钢种除外,它首先形成的是体心立方δ-铁素体。由此可以看出,semi-