适用于棒材轧机高速钢轧辊的研制.doc

合用于棒材轧机高速钢轧辊的研制
李荣光 张伟 郑建柱 席波涛 温超
（轧辊信息网交流论文，唐山钢铁集团轧辊有限责任公司，河北 唐山 063100）
摘要：针对棒材轧机的轧制特性，通过化学成分的合理调配，运用特殊的变质解决及出了常规高速钢轧辊的成分、组织与机械性能。我们觉得，材料的抗冷热疲劳能力重要取决于共晶碳化物的数量、分布和细化限度，同步还与基体组织的类型有关。因此。在兼顾较高耐磨性能前提下，将MC、M2C、M6C数量控制在7-12%范畴内，同步减少回火马氏体的显微硬度HV，据此，-%之间。
根据G·Steven的平衡碳计算公式，高速钢的总碳量C总与各合金元素重量比例间的关系是：
C总=+++
V在高速钢中重要以碳化物形式存在，MC型碳化物以VC为主，它呈粒状、块状、杆状在基体内弥散分布，增长V含量，可以使共晶碳化物明显细化，有助于提高耐磨性，因此，将V设定为2-6%之间是合适的。
W、Mo是典型的红硬性元素，它们部分与碳形成M2C、M6C型碳化物，其他溶入基体组织，产生二次硬化效应。但W元素过多，会形成大块鱼骨状碳化物，同步在离心过程中产生过量偏析。因此，在成分设计时应将Mo、W控制在一种合理范畴内。
Cr元素重要形成Cr7C3碳化物，其易在晶界析出，削弱材料韧性，因此，C、Cr成分设计中，应尽量避免过多Cr7C3型碳化物产生。
成分设计中还应考虑加入一定量的Nb，它不仅减轻W、V两种元素的偏析限度，并且还可以析出对耐磨性有利的NbC。
综合各元素影响，我们制定出高速钢轧辊外皮成分。见表2
表2 试制高速钢轧辊外层成分范畴
元素
C
W
Mo
Cr
V
Co
比例（%）
-
-
-
-
-
＜

唐钢棒线厂轧制ø12带肋钢筋采用四切分，精轧辊规格ø365*600*1617，采用卧式离心浇注方式，按照不同的锻造和热解决工艺生产了三支ø365*600轧辊毛坯，分别标记为A辊、B辊、C辊，表3为A、B、C三支毛坯浇注及热解决工艺参数，图2、3、4为最后热解决后，三支轧辊的显微组织。
表3 A、B、C轧辊工艺参数，检测状况简表
化学成分%
变质剂解决
热解决
HS
工作层厚度（mm）
结合状况
C
Cr
Mo
V
W
Co
A





＜10
1#稀土
Si-Ca合金
850℃×8h球化退火
1050℃淬火+二次回火
90
42-55
良好
B





＜10
Y-K-Na
复合变质剂
850℃×8h球化退火
1050℃淬火+二次回火
84
47-56
良好
C





＜5
多元复合
特殊变质剂
特殊热解决
75
46-53
良好
图2 A辊显微组织

400× 400×
图3 B辊显微组织

400× 400×

图4 C辊显微组织

400× 400×
、抗断裂性能实验
轧辊的抗热裂性能通过模拟热轧过程中温度变化的实验拟定。从A、B、C轧辊辊身端面工作层部位取环样，采用电火花切割机制备25×25×10mm柱状试块，通过研磨抛光成镜面。
根据轧辊使用条件，拟定了冷热疲劳的温度上限，考虑到试样在实验过程中的变化状况，制定了冷热疲劳实验方案。
加热温度350-400℃，疲劳频率10次/分。
试样环节、
〈1〉 试样经1分钟疲劳循环后来，抛光疲劳面，观测裂纹萌生状况。
〈2〉 发现微观裂纹产生，就视为裂纹萌生，记录循环次数和时间。
〈3〉 三支试块都浮现疲劳裂纹后，再经5分钟冷热疲劳实验，观测裂纹扩展状况，并计算裂纹长度。
表4 裂纹萌生实验成果
试样
裂纹萌生时循环次数
萌生裂纹总长度（um）
萌生裂纹个数
A
42

2
B
63

2
C
108

1
表5 裂纹扩展10分钟实验成果
试样
裂纹总长度（mm）
裂纹扩展速率（