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【doc】焊管机GCr^15钢轧辊热处理新工艺的研究

焊管机GCr^15钢轧辊热处理新工艺的研究

第l2卷第6期

1989年11月

焊管

WELDEDPIPEANDTUBE

V oI.12,施6

Nov1989

-~/'

焊管机GCrl5钢轧辊热处理新工艺的研究

马永庆孙俊才刘承仁杨烈宇邓玉成

(太连海运学院金属材料】二艺研究所)(太连冶金工具厂)

【摘要】分析认为,焊管机GCrl5钢轧辊是以磨损和断裂两种形式失效的.冲击疲劳是导向辊

工作面边缘断裂失效的主要原因.采用锻后余热热水淬火加高温回火进行碳化物超细化预处理,

可以提高最终热处理后的硬度,抗弯强度和冲击韧性.在此基础上,改进导向辊淬火方法和回火

工艺,可进一步提高其抗断裂能力.

经奉文推荐的工艺处理的轧辊,较原轧辊使用寿命提高至1.5倍,其中导向辊提高至3倍.

【关艟词】焊管机轧辊热处理工艺

NEWHEATTREATMENTPR0CESS0lFGCr15SrEELRoLLERS FoRTHEWELDINGPIPEM田【正MaYongqingSunJuneaiLiuChengrenYangLieyuDengYueheng (InstituteofMetalMateriaITechnology.DalianMarineCollege)(DalianMetallurgicalto0kf

actory)

ABSTRACT:Byanalysizing,wearandfractureantwoformsoffailureofGCrI5steelrollersf orthe

weldingpipemil1.Theimpactfatigueisallimportantcrackingrea~ollⅡearangularitgoftheworkingsur-

facethequidingroller.Themethodofquenchingintohotwaterafterforgingandtemperinyat hi曲temprature,asasuper—refinedcarbideprc~-treatment,mayincreasehardness.bendingstrengthand impacttoughnessofthatafterfinMheattretmeIlt.BasedoRsuper-refinedcarbideioimprove quenc~ng methodandtemperingprocedureofthequiolingrollercallevermoreincreaseresistancetoitsf racture.

Byabovetreatmentprocess,theaverageservicelifeoftherollersmaybeimprovedtoI5timest han

thatof血eoriginalonesinparticular,theservicelifeofthequMmgrollermaybeincreased3times. KEYWORDS:Weldingpipemill,Roller,Heatffeatmenttechnology

1前言

直缝焊接钢管的生产是用钢带在高频焊

管机上经多道轧辊轧制焊接而成的.依机型

不同,每台机组上有不同形状,不同规格的

10对至12对轧辊这些轧辊分别称为成型

辊,导向辊,挤压辊,定径辊等.轧辊在

工作中承受繁重的载荷和复杂的交变应力,

并在重负荷下经受强烈的摩擦.

同一机组上各种辊在工作中所应受力及

磨损情况存在较大差异,失效形式不同,使

用寿命亦不一样.成型辊和定径辊主要以磨

损形式失效;导向辊工作面边缘受交变冲击

应力作用,主要是棱边断裂掉块,使用寿命

仅是整套辊的三分之一;焊接挤压辊在交变

应力和热效应作用下受强烈摩擦,磨损严

重,使用寿命仅是整套辊的五分之一.由于

机组上部分辊寿命低,增加停机换辊次数,

并且,由于导向辊棱边断裂掉块直接影响钢

管质量和生产效率.因此,如何提高轧辊使

用寿命,特别是导向辊,焊接挤压辊的使用

寿命,是直缝焊管生产急待解决的一个问

题.

自1985年以来,人们通过对生产现场

的调研,对整套轧辊中的各种辊的使用工况

1989年第6期马永庆等:焊管机GCr钢轧辊处理新工艺的研究'29 进行了全面分析,分析了各种辊的失效原

因,提出在原GCrl5钢制轧辊的基础上,

采用碳化物超细化预处理工艺,使最终热处

理后提高了硬度和强韧性,并改进导向辊的

淬火方法和回火工艺,进一步提高该辊的韧

性.焊接挤压辊采用了3CrW8V钢制造,

淬,回火之后加离子氮碳共渗以提高耐磨性

(该辊本文不予讨论).从而,使各道轧辊的

使用性能达到与工况相适宜的程度.

大连冶金工具厂采用新工艺所处理的轧

辊,应用于鞍钢第一薄板厂,鞍山市钢管厂

等十多个厂家,经考核证明,在轧制2英寸

钢管时,可轧3500吨以上,而原工艺轧辊

只能轧20002500吨,新工艺处理的轧辊

使用寿命提高至1.5倍,其中导向辊提高至

3倍,达到国内同材质辊的先进水平.

圉I轧辊三种典型受力状况

2轧辊失效形式一定尺寸时,导向辊才失效报废. 在轧制钢管时,轧辊隧钢管前进同时自

身转动受力和磨损.根据各道辊受力状况可

以大致分成三种类型:①成型辊受交变应力

作用,②导向辊受交变冲击应力作用,③挤压辊,定径辊受交变球对称压应力作用(图

1).因此,成型辊,挤压辊和定径辊的失效

以磨损为主,断裂失效较少;而导向辊工作

面边缘经受钢带(钢管坯)缝口强烈冲击与

摩擦,在靠近端面附近承受最大的交变冲击

应力,裂纹源往往从此处开始.裂纹一旦产

生,由于轧制过程中钢管进给,轧辊不断转

动,裂纹处将受到每分钟20～50次的交变

冲击应力作用,裂纹扩展并最后从工作面棱

边断裂.断裂块掉下之后,断面两侧受力增

大,又产生次生裂纹并断裂掉块.导向辊棱

边部位淬硬层越深,脆性区越大,其断裂块

越大.如果改变端面径向硬度分布,使之呈

下降梯度分布,就可以改变断裂扩展方向,

使断裂块减小.事实上,较小的断裂缺口对

轧制钢管的质量影响很小,只有断裂块超过

对失效辊分析还表明,当轧辊回火不充

分时,在强烈应力下摩擦会诱发残余奥氏体

分解,造成应力迭加,或者因碳化物网状严

重,也会使韧性降低产生裂纹掉块….

对轧辊使用失效后的废旧辊统计表明,

磨损失效的占总数的75%,断裂失效的占

25%,其中导向辊主要是断裂失效,占导

向辊失效的65%以上.

依据上述分析并结合生产工艺过程,我

们确定把原来的球化退火改为锻造后趁余热淬人热水中,然后加高温回火,进行碳化物

超细化预处理.在最终热处理时尽量采用下限温度淬火,得到隐针状或细针状马氏体,

再通过充分的低温回火,以获得高硬度下良好的强韧性.导向辊除进行碳化物超细化预处理外,在最终热处理淬火时,用夹具盖住

端面进行预冷,然后淬人油中,改善边缘部

位的硬度分布,并适当提高回火温度,使韧

性进一步提高.

焊管第l2卷总第44期

3碳化物超细化预处理厦其对组织性

能的影响

3.1碳化橱超细化预处理工艺

GCrl5钢碳化物超细化处理是采用高

温加热使碳完全固溶于奥氏体后冷却得到非平衡组织,再进行高温回火析出呈弥散分布的极细碳化物.以往的研究,有的采用高温

加热后400℃等温淬火成上贝氏体,然后高温回火;有的采用高温加热后250℃等

温淬火成下贝氏体,然后高温回火的预处理工艺".上述两种工艺可以得到良好的超

细化效果,但是,均需要高温加热和等温淬

火设备,工艺比较复杂也有的采用锻后趁

余热淬人沸水中得到马氏体组织,再进行高

温回火的方法,成功地用于轴承件等处理

上".但是,对于大型件很难避免淬火开

裂现象.

为了防止大型轧辊预处理淬火开裂,我

们采用锻造后趁余热淬入热水或沸水中,使

工件冷却至200～300℃(以目测)提出水

面空冷,心部热量可使表面温度回升至400

～

500℃,然后,进行高温回火.由于工件

淬火后温度回升产生自身回火效果,其表面

层组织为回火马氏体,屈氏体和部分贝氏体

组织(图2).这种组织可以完全避免大型

轧辊淬火开裂现象.

由于采用轧辊自身回火方法可避免淬火

开裂,冷却介质的水温可以放宽到6o～

100℃,缩短了水的加热时间和工件冷却时

间.对于直径250mm,厚度80ram的导向

辊锻坯在不同温度水中冷却效果实验结果列

于表1.可见,水温低于85℃,冷却时间缩

短一倍以上.

图2锻后余热热水淬火组织x400

热水淬火之后,把轧辊锻坯装人电阻炉

内,加热至7ae0~760℃回火6小时.回火

后硬度为HB219~233(见表1),可以方便

地进行机械加工.扫描电镜观察表明,该工

艺处理后,碳化物平均尺寸由球化退火的

15/am减小到0.55pro以下,达到了碳化物

超细化的目的(图3a,b).

本温冷却时间表面回升温度76o,e6小时回火硬度

47～60℃30s～550℃HB219—233

60～75℃45s～500℃HB219—{33

75～85℃55s～500℃HB219

85～95℃2min15s～500℃HB215

100℃2rain3o～60O℃H82IH33

3.2碳化物超细化对淬火,回火组织和性能

的影响

由于碳化物超细化及锻后淬火形成的马

氏体和贝氏体均增加大角度晶界的数量和区域,重新加热时,使奥氏体形棱率增加,可

以获得极细的奥氏体晶粒.820~850"C之间的温度下淬火,奥氏体晶粒度均在11级以上,淬火组织均为隐针马氏体加碳化物和残余奥氏体.

图4a,b分别是碳化物超细化预处理

轧辊材质选用

101合金冷硬铸铁轧辊合金冷硬铸铁轧辊（辊环）是利用铁水自身的过冷度和模具表面激冷，同时添加Ni、Cr、Mo合金元素的办法制造的一种铸铁轧辊，辊身工作层基体组织内基本上没有游离态石墨，因而其硬度高，具有优良的耐磨损性能。此类材质可用静态复合浇注工艺生产大型规格轧辊，使辊身具有高的硬度而辊颈具有高的强韧性，表现出良好的热稳定性和抗事故性。 102 合金无界冷硬铸铁轧辊合金无界冷硬铸铁轧辊（辊环），以其工作层中有细小的石墨析出物为特征而区别于冷硬铸铁轧辊。石墨均匀分散在整个辊身截面，其数量和尺寸随深度而增加。本公司提供的合金无界冷硬铸铁轧辊，由于添加了锰、铬、镍、钼等合金元素，加上少量细小石墨的存在，不仅提高了轧辊的抗剥落性、抗热裂性和抗磨损等性能，而且辊身工作层具有较小的硬度落差。表面的微细石墨孔隙还能改善轧辊的咬入能力。

103合金球铁轧辊合金球墨铸铁轧辊（辊环），以基体组织中的石墨呈球状为特征，通过调整镍、铬、钼合金元素和特定的热处理制度，可以制成普通球墨铸铁、大型合金球墨铸铁、珠光体球墨铸铁和针状球墨铸铁不同系列的轧辊（辊环）。这些产品具有良好的强度、高温性能和抗事故性能，工作层硬度落差极小。化学成分(%)

SGAC型钢连轧机中轧、精轧机架，无缝钢管轧机轧辊及辊环，棒、线材，螺纹钢轧机中轧、预精轧、精轧机架轧辊及辊环承制范围类别辊身直径（mm）辊身长度（mm）轧辊适用于各种规格轧辊的制造辊环Φ190-1500900(max.) 104 高镍铬无界冷硬铸铁轧辊高镍铬无界冷硬复合铸铁轧辊是采用离心或全冲洗方法制造的高性能轧辊，通过提高镍、铬、钼等合金元素的含量，获得高的组织、碳化物显微硬度；配合特殊热处理得到组织均匀、致密及硬度落差小的工作层；同时含有少量游离石墨，从而具有良好的耐磨损性、抗热裂、抗剥落及抗压痕性能。外层厚度可适应需要而调整，芯部采用韧性灰口铸铁或高强度球墨铸铁，使芯部及辊颈具有满意的强韧性。使用中充分水冷是必要的。化学成分(%) 代号C Si Mn Cr Ni Mo HNiCr-1 代号硬度 HS 抗拉强度 MPa 抗弯强度 HS 冲击韧性 ×104J/m2 弹性模量 kMPa HNiCr-170-85350-450450-6503-7150-190 HNiCr-260-75350-450450-6502-6150-190灰芯35-50﹥1903503-7110-150球芯35-50﹥3505504-7160-190硬度分布曲线示例：距表面距离（m m）用途：热带连轧精轧后段工作辊宽、中厚板轧机粗轧、精轧机架工作辊热带（板）四辊平整机工作辊、支撑辊，横切平整辊炉卷轧机工作辊高速线材轧机预精轧辊环有色金属板材轧机工作辊

SKD11模具钢材的热处理工艺

SKD11热处理工艺成分标准：GB/T1299-2000 化学成份：% C碳Si硅Mn锰Cr铬V钒Mo钼P磷S硫磺 1.50 0.25 0.45 1 2.0 0.35 1.00 ≤0.025 ≤0.010 特点：高碳高铬钢，高淬透性，高硬度、耐磨性及韧性极高。用途：各种冷模，成形轧辊，剪刀，形状繁杂之冷压工具，塑胶模等。硬度：出厂状态：HB≤255，最终热处理后HRC60°左右； A.预热处理：调质（获得稳定材料金相组织）调质：淬火，940℃油或水冷（材料深度较大时油冷），640℃回火，硬度HRC29-33；上海荔锋模具钢材有限公司https://www.wendangku.net/doc/569197274.html, B.最终热处理内容如下： 1．淬火：先预热700-750℃（宜二次预热~500℃~850℃），再加热至1000-1040℃，在静止空气中冷却，如钢具尺寸在6寸以上则加热至980-1030℃在油中淬硬更佳。 2．回火：加热至150~200℃，在此温度中停留保温≥2小时，然后在空气中冷却。回火温度，保温时间及HRC硬度变化（见以下参考图）。

C、采用试验比较的方法积累经验值： SKD11 https://www.wendangku.net/doc/569197274.html,/productinfo/detail_4_51_109.html 热处理工艺试验内容： 1．准备试棒,按以下规格数量备各零件（采用原P620-01-m01料单有误的两件坯料，棒料则按仓库现有的Cr12MoV或Cr12，但必须注明其材料牌号）； 2．在零件上作出序号标识：（1，2，3，4等）； 3．工艺路线： A、件号如（1，2）（温度调整异同各1件）：按预热处理精加工（铣或磨削）最终热处理； B、件号如（3，4）（温度调整异同各1件）：加工后最终热处理；（热处理及加工后应尽量平放，细长件应及时垂直吊放）； 4．各工序完成时请及时在附表中填写各加工后、热处理后的实际尺寸及平行度，直线度实际值等形位尺寸实际值，热处理温度及保温时间，各起始时间及详细操作过程和时间，实际硬度值,操作者姓名等内容。附注：a、SKD11：200*20*20 4件; b、SKD11：55*55*55 4件; c、SKD11：55*55*55 4件（按图加工形状）; d、Cr12或Cr12MoV φ20*200 2件; e、Cr12或Cr12MoV 库房中现有较小规格材料2件; 资料来源：https://www.wendangku.net/doc/569197274.html,/articleinfo/detail_5_10_365.html

轧辊的材料及热处理

轧辊的寿命主要取决于轧辊的内在性能和工作受力，内在性能包括强度和硬度等方面。要使轧辊具有足够的强度，主要从轧辊材料方面来考虑；硬度通常是指轧辊工作表面的硬度，它决定轧辊的耐磨性，在一定程度上也决定轧辊的使用寿命，通过合理的材料选用和热处理方式可以满足轧辊的硬度要求。轧辊按工作状态可分为热轧辊和冷轧辊，按所起的作用可分为工作辊、中间辊、支承辊，按材质可分为锻辊和铸辊（冷硬铸铁）。通常轧辊的服役条件极其苛刻，工作过程中承受高的交变应力、弯曲应力、接触应力、剪切应力和摩擦力。容易产生磨损和剥落等多种失效形式。不同的用途、不同类型的轧辊处在各自特定的工况条件，其大致的性能要求如下：冷轧辊在工作过程中要承受很大的轧制压力，加上轧件的焊缝、夹杂、边裂等问题，容易导致瞬间高温，使工作辊受到强烈热冲击造成裂纹、粘辊甚至剥落而报废。因此，冷轧辊要有抵抗因弯曲、扭转、剪切应力引起的开裂和剥落的能力，同时也要有高的耐磨性、接触疲劳强度、断裂韧性和热冲击强度等。国内外冷轧工作辊一般使用的材质有GCr5、9Cr2、9Cr、9CrV、9Cr2W、9Cr2Mo、60CrMoV、80CrNi3W、8CrMoV、86CrMoV7、Mo3A等。20世纪50～60年代，这一时期的轧件多为碳素结构钢，强度和硬度不高，所以轧辊一般采用 1.5%～2%Cr锻钢。此类钢的最终热处理通常采用淬火加低温回火，常见的淬火方式有感应表面淬火和整体加热淬火。其主要任务是考虑如何提高轧辊的耐磨性能、抗剥落性能，并提高淬硬层深度，尽量保证轧辊表面组织均匀，改善轧辊表层金属组织的稳定性。从20世纪70年代开始，随着轧件合金化程度的提高，高强度低合金结构钢（HSLA）的广泛应用，轧件的强度和硬度也随之增加，对轧辊材料的强度和硬度也提出了更高的要求，国际上普遍开始采用铬含量约2%的Cr-Mo型或Cr-Mo-V 型钢工作辊，如我国一直使用的9Cr2Mo、9Cr2MoV和86CrMoV7、俄罗斯的9X2MΦ、西德的86CrMoV7、日本的MC2等。这类材质的合金化程度较低，在经过最终热处理后，其淬硬层深度一般为12～15mm(半径)，仅能满足一般要求，而且使用中剥落和裂纹倾向严重，轧制寿命低。通过改进热处理方式，即进行重淬1～2次，提高了该类轧辊的淬硬层，但每次重淬不仅需要一定的热处理费用，

高速钢轧辊

高速钢轧辊的特征及使用技术要求目前人们所称的高速钢轧辊均为高碳高速钢复合轧辊，即轧辊的工作层材料采用高碳高速钢，轧辊的芯部材料采用球墨铸铁、石墨钢或锻钢等，两种不同的材料通过离心铸造或者是采用CPC工艺复合而成，与传统的M2、M4等标准类型钨钼高速钢有着本质上的区别。在正常的轧制条件下，高速钢轧辊的使用寿命是合金铸铁轧辊3倍以上。一、高速钢轧辊的特点 1、高速钢轧辊含碳量较高，而且含有较高的钒、铬、钨、钼、铌等合金元素，因此，轧辊组织中碳化物的类型以MC型和M2C型为主，碳化物硬度高、耐磨性好。 2、高速钢轧辊具有较好的热稳定性，在轧制温度下，辊面具有较高的硬度和良好的耐磨性。 3、高速钢轧辊具有良好的淬透性，从辊身表面到工作层内部的硬度几乎不降，从而确保轧辊从外到内具有同等良好的耐磨性。 4、轧辊使用过程中，在良好的冷却条件下，辊身表面形成薄而致密的氧化膜，这种均匀、薄而致密的氧化膜长时间存在而不脱落，使得高速钢轧辊耐磨性得到显著提高。 5、高速钢轧辊在轧制时辊面氧化膜的形成，降低了轧材与辊面间的磨擦，因此在轧制过程中易引起打滑现象，使轧机调整难度增加。 6、高速钢材料膨胀系数大，导热性能好，在轧制时易引起辊形变化，影响轧材精度。因此，高速钢轧辊在板带材轧机上使用时，不仅要改变冷却系统的设计，而且还要重新改变辊形的设计。

7、由于高速钢轧辊芯部采用合金球墨铸铁、石墨钢或者是锻钢等材料制成，因此轧辊辊颈强度高。 8、由于高速钢材料耐磨性好、抗事故能力差，因此高速钢轧辊使用效果的好坏不仅取决于高速钢轧辊本身的质量，而且更重要取决于轧辊的使用条件和轧辊的维护保养。二、高速钢轧辊的加工轧辊的硬度提高后，轧辊的加工难度相应就增加，对用于线、棒材轧机高速钢轧辊的孔型加工，特别是轧制螺纹钢轧辊在重复使用时的切削加工，由于是断续切削，其加工难度更大，因此选用合理的加工刀具和切削用量是决定高速钢轧辊能否在线棒材轧机上正常使用的先决条件。在加工刀具选用上，如果有条件可采用进口的立方氮化硼（CBN）或进口的硬质合金K01系列，如瑞典山特维克的HIP等牌号。如果是国产刀具，可选用YD500或YD05或YG6A等硬质合金刀具，对于轧制螺纹钢轧辊重复使用时的车削必须采用硬质合金刀具。高速钢轧辊的切削用量，如果是平辊外圆加工，车削速度选用10m/min左右，进刀深度选用1-3mm，进给量选用0.2-0.5mm/r；如果是孔型加工或螺纹孔重复车削，车削速度选用5m/min左右，进刀深度选用0.1-0.2mm比较理想。对于螺纹钢的轧制，轧槽上需铣肋筋，铣床可采用飞刀铣床，铣刀可采用YD500或YD05或YTI等硬质合金铣刀。总之，对于高速钢轧辊无论是孔型的车削加工，还是螺纹槽的铣削加

s136模具钢热处理工艺

S136热处理工艺在保护状态下，加热至780℃，然后在炉中以每小时10℃的速度，冷却至650℃，接着再置于空气中冷却。应力消除经过粗加工后，必须加热至650℃，均热2小时，缓慢冷却至500℃，然后置于空气中冷却保温时间＝当钢材的表面及中心达到一致的淬火温度后，才开始计算在炉中的保温时间。淬火时必须保护，以避免脱碳及氧化。冷却介质 ●油 ●流动粒子炉或盐裕炉250－550℃分级淬火，然后冷却于高速空气中●高速气体/真空炉中具有足够正压的气体为求模具达到最适当的特性，在模具的变形程度可接受的条件下，冷速越快越好。于真空炉中热处理时推荐使用4－5b a r的气压。

钢材冷却至50－70℃应立即回火。硬度、晶粒大小、残余奥氏体数量于奥氏体化温度的关系图。回火参照回火曲线图按所需硬度值选择回火温度。回火两次，每次回火后，必须冷却到室温，最低的回火温度为180℃（适用于小件）。保温时间至少两小时。回火曲线图

注1：建议250℃回火求韧性，硬度及抗腐蚀性的最好组合。注2：以上的曲线数据只适宜小型模具。模具可达的硬度要视模具的尺寸。注3：应避免选用过高的奥氏体化温度与过低的回火温度＜250℃的组合，皮棉模具产生太大的应力。尺寸变形淬火及回火时的温度，不同种类的炉具及淬冷介质，会影响模具尺寸的改变。模具的尺寸与几何形状也同样重要。模具在加工时应预留加工量以弥补热处理后的尺寸变形。在粗加工与半精加工之间建议预留0.15％作为S TAVA X E S T(S-136)的加工预留指标。淬火过程的尺寸改变试片100*100*25毫米经正规的热处理程序，在淬火时的尺寸改变。淬火过程由1020℃起宽度％长度％厚度％油淬最小最大+0.02 -0.05 +0.02 -0.03 +0.04 - 分级淬火最小最大+0.02 -0.03 ±0 +0.03 -0.04 -

s136模具钢热处理工艺

s136模具钢热处理工艺-标准化文件发布号：（9456-EUATWK-MWUB-WUNN-INNUL-DDQTY-KII

S136热处理工艺软性退火在保护状态下，加热至780℃，然后在炉中以每小时10℃的速度，冷却至650℃，接着再置于空气中冷却。应力消除经过粗加工后，必须加热至650℃，均热2小时，缓慢冷却至500℃，然后置于空气中冷却淬火

保温时间＝当钢材的表面及中心达到一致的淬火温度后，才开始计算在炉中的保温时间。淬火时必须保护，以避免脱碳及氧化。冷却介质 ●油 ●流动粒子炉或盐裕炉250－550℃分级淬火，然后冷却于高速空气中 ●高速气体/真空炉中具有足够正压的气体为求模具达到最适当的特性，在模具的变形程度可接受的条件下，冷速越快越好。于真空炉中热处理时推荐使用4－5ba r的气压。钢材冷却至50－70℃应立即回火。硬度、晶粒大小、残余奥氏体数量于奥氏体化温度的关系图。

回火参照回火曲线图按所需硬度值选择回火温度。回火两次，每次回火后，必须冷却到室温，最低的回火温度为180℃（适用于小件）。保温时间至少两小时。回火曲线图注1：建议250℃回火求韧性，硬度及抗腐蚀性的最好组合。注2：以上的曲线数据只适宜小型模具。模具可达的硬度要视模具的尺寸。注3：应避免选用过高的奥氏体化温度与过低的回火温度＜250℃的组合，皮棉模具产生太大的应力。尺寸变形淬火及回火时的温度，不同种类的炉具及淬冷介质，会影响模具尺寸的改变。模具的尺寸与几何形状也同样重要。模具在加工时应预留加工量以弥补热处理后的尺寸变形。

在粗加工与半精加工之间建议预留0.15％作为S T A V AX ES T(S-136)的加工预留指标。淬火过程的尺寸改变试片100*100*25毫米经正规的热处理程序，在淬火时的尺寸改变。淬火过程由1020℃起宽度％长度％厚度％油淬最小最大 +0.02 -0.05 +0.02 -0.03 +0.04 - 分级淬火最小最大 +0.02 -0.03 ±0 +0.03 -0.04 -空冷最小最大 -0.02 +0.02 ±0 -0.03 ±0 - 真空淬火最小最大 +0.01 -0.02 ±0 +0.01 -0.04 - 回火时的尺寸改变注意：淬火时和回火时的尺寸改变必须加在一起。

轧辊种类

轧辊分类 1.合金铸钢轧辊Alloy Cast Steel Roll 合金铸钢轧辊是采用电弧炉冶炼优质钢水，采用先进的铸造、热处理工艺技术制造，具有很高的强度、优良的抗热裂性、韧性、耐磨性、适用于型钢粗、中轧机，热轧带钢粗轧机架用辊及热轧带钢支承辊。辊身金相组织为珠光体或回火索氏体。 2.半钢轧辊Adamite Rolls 半钢轧辊是性能介于钢辊和铁辊之间的一种轧辊材质，含有镍、铬、钼等合金元素，其基体组织中含有一定量的碳化物，采用特殊的热处理工艺，有高的耐磨性、强的韧性和好的热抗性，最大的特点是在工作层中几乎没有硬度降落。适合带钢热连轧机粗轧、精轧前段；棒线轧机粗轧、中轧、预精轧机架；万能轧机、悬臂轧机辊环、辊套。 3.石墨钢轧辊Graphite Steel Rolls 石墨钢轧辊的性能与半钢轧辊类似，其最大特征是组织中有少量细小石磨存在。它可以提高轧辊的热轧辊的抗热裂性能和抗氧化铁皮黏附性能，主要适用于粗轧或初轧机架。 4.高速钢轧辊High Speed Steel Rolls 高速钢轧辊在高温下具有很高的硬度和耐磨性。它是用离心方法生产的，芯部材质为球墨铸铁。通过成分和热处理工艺控制，工作层硬度可达80-85HSC，马氏体基体上分布有钒、钨、铌、钼复合碳化物，保证了工作层硬度均一，孔型磨损均匀。这种辊用于精轧机架，增加作业时间，改善轧材表面质量。 5.GNV轧辊GNV Rolls 粗轧机架用轧辊需要一些特性相互结合，其中某些特性会相互抵消对方的作用，这些特性包括耐磨性、耐热裂性、耐冲击性、热硬度和热强度等。过多的网状碳化物能提高耐磨性、耐冲击性，但它严重降低了断裂韧性，这在粗轧情况下，会促使热裂纹形成发展。要减小过多碳化物的影响，又能保持耐磨性，就要加入镍、钼等合金元素，使基体形态为贝氏体/马氏体（针状），比通常的珠光体基体更耐磨。钼元素还有助于提高轧辊高温硬度。 GNV轧辊就是采用高合金材质加上特殊热处理制造出来的，基体组织中碳化物的含量小于5%，满足粗轧机架要求。 6.合金无限冷硬铸铁轧辊Alloy Indefinite Chilled Cast Iron Rolls 合金无限冷硬轧辊，其工作层中有细小晶间石墨。石墨和碳化物的大小、形状、分布可通过激冷作用和合金含量来控制。由于添加了锰、铬、镍、钼等合金元素，基体组织可以从珠光体、贝氏体变为马氏体。加上有少量细小石墨存在，不仅提高了轧辊抗剥落性、抗热裂性和耐磨性能，而且辊身工作层硬度落差很小。适用于棒、线材、型钢轧机中轧、精轧机架。 7.合金冷硬铸铁轧辊Alloy Chilled Cast Iron Rolls 合金冷硬铸铁轧辊辊身工作层基体组织内基本上没有游离石墨，其硬度高，具有优良的耐磨性能。用于小型棒、线材轧机及窄带钢精轧机架。金相组织是细珠光体和碳化物。 8.珠光体球墨铸铁轧辊（离心）Pearlitic Nodular Cast Iron Rolls(Centrifugal) 球墨铸铁中加入镍、铬、钼合金元素，经过特殊热处理得到珠光体球铁轧辊。珠光体球墨铸铁轧辊具有良好的强度、高温性能和抗事故性能，工作层硬度落差小。 9.针状贝氏体球墨铸铁轧辊（离心）Spiculate Bainitic Nodular Cast Iron Rolls(Centrifugal) 针状贝氏体球铁轧辊加入镍、锰、铬、钼等合金元素，它是具有针状组织（贝氏体+少量马氏体）基体，比珠光体球铁轧辊强度更高，韧性更好，耐磨性也明显提高。可采用静态铸造可离心铸造生产。 10.合金球墨铸铁轧辊（离心）Alloy Nodular Cast Iron Rolls(Centrifugal) 这种轧辊的特征是石墨呈球状，它的性质与合金无限冷硬轧辊相似，其强度高与无限冷硬辊。一般采用静态或动态的铸造。

轧辊基础知识

轧辊基础知识 1-什么是轧辊，轧辊的种类有哪些？轧辊是使（轧材）金属产生塑性变形的工具，是决定轧机效率和轧材质量的重要消耗部件。轧辊种类按成型方法可分为铸造轧辊和锻造轧辊；按工艺方法分为整体轧辊、冶金复合轧辊和组合轧辊。整体轧辊分为整体铸造和整体锻造轧辊两种。冶金复合铸造轧辊主要有半冲洗复合铸造、溢流（全冲洗法）复合铸造、离心复合铸造三种，此外还有连续浇铸包覆（CPC－Continuous PouringProcess for Cladding）、喷射沉积法、热等静压（HIP－Hot Isostatically Pressed）、电渣熔焊等特殊复合方法制造的复合轧辊种类。组合轧辊主要是镶套组合轧辊。 2-什么是整体轧辊？整体轧辊是相对于复合轧辊而言的，整体轧辊的辊身外层与心部以及辊颈采用单一材质铸造或锻造而成，辊身外层和辊颈不同的组织、性能通过铸造或锻造工艺以及热处理工艺过程来控制和调整。锻造轧辊和静态铸造的轧辊均属于整体轧辊。 3-轧辊按材质主要分为哪几种类别？轧辊按制造材料主要划分为铸钢系列轧辊、铸铁系列轧辊和锻造系列轧辊三大类别。 4-什么是铸造轧辊，铸造轧辊主要有哪些种类？铸造轧辊是指将冶炼钢水或熔炼铁水直接浇注成型这一生产方式制造的轧辊种类。铸造轧辊按材质又可分为铸钢轧辊和铸铁轧辊两类；按制造方法又可分为整体铸造轧辊和复合铸造轧辊两类。 5-哪些轧辊适合于整体铸造生产？初轧机、钢坯连轧机、大型型钢和轨梁轧机、热轧板带钢轧机破鳞和轧边机、型钢万能轧机的轧边机，还有小型型钢、线棒材轧机的粗轧机架等轧机使用的轧辊，大多采用整体铸造方法生产，这类轧辊使用层较厚，孔型较深。另外，热轧板带轧机的二辊粗轧辊也适合于整体铸造生产。整体铸造轧辊的工艺方法相对简单，制造成本低。 6-什么是复合铸造轧辊？复合铸造轧辊指轧辊辊身外层与心部以及辊颈采用两种或两种以上材质复合铸造而成，辊身外层和辊颈分别通过不同材质的成分设计和热处理工艺获得要求的组织和性能。复合铸造方法有半冲洗复合铸造、离心复合与溢流复合三种，复合铸造轧辊需要特殊的工艺装备，工艺相对复杂，控制难度大，需要较高的制造成本。 7-复合铸造适合于哪些轧辊的生产？复合铸造适合于生产那些工作负荷大、轧材质量要求高的轧辊。这类轧辊辊身和辊颈性能要求相差悬殊，辊身表面硬度要求高，辊颈又要求较高的强度和韧性。例如热带连轧机的工作辊、支撑辊；中厚板、宽厚板轧机的工作辊；平整轧机的工作辊和支撑辊；型钢万能轧机的辊环；小型型钢、棒线材轧机的精轧辊及无缝钢管轧机连轧管轧辊和张减径辊环等。近几年离心复合高铬铸铁小立辊在国内外热带连轧机上得到越来越多的采用，表现出优良的耐

高速钢轧辊热处理试验计划

淬火温度和冷却方式对高速钢轧辊的影响专业：材料科学与工程 1立题的目的和意义轧辊是轧钢生产中的主要消耗备件之一，消耗约占轧钢生产成本的5％～15％。如果考虑因轧辊消耗而带来的生产停机、降产和设备维护增加等因素，则其所占生产成本的比重会更高。轧辊质量不仅关系到轧钢生产成本和轧机生产效率，还在很大程度上影响轧材质量【1，2】。近年来引起广泛关注的高速钢轧辊是利用高硬度、高红硬性、较好耐磨性和淬透性的高速钢作为轧辊工作层，用韧性满足要求的锻钢、铸钢或铸铁作为轧辊芯部材料，把工作层和芯部以冶金或套装方式结合起来的高性能轧辊。高速钢轧辊具有碳化物硬度高、热稳定性好、使用中易形成氧化膜及淬透性好等特点。为了更好地利用高速钢轧辊材料的优良性能，研究与其相关的制造工艺具有重要的意义。高速钢轧辊的组织和性能与热处理有直接关系，由于轧辊用高速钢材料与传统高速工具钢在成分和工艺条件等方面存在着较大的差异，所以，本文拟研究淬火温度和冷却方式对高速钢轧辊组织和性能的影响，以期获得优化的高速钢轧辊热处理工艺。 2国内外研究概况生产轧辊的关键在于热处理，尤其是大型轧辊。因为与各种冷、热模具相比，轧辊的工作条件较好，故对性能要求低于模具。但轧辊尺寸远大于模具，大大增加了热处理的难度。轧辊热处理的要点是在保证性能的前提下防止开裂。国内已有不少涉及轧辊热处理及防止热处理开裂的文章【3-7】，但与国外外研究的差距仍然十分巨大。横满雄三等人【8】研究了具有不同碳含量的多元白口铸铁的连续冷却转变特性，获得了多元自口铸铁的连续冷却转变曲线，可以用于指导高速钢轧辊的热处理。Lee等人【9】研究了回火温度对高速钢轧辊耐磨性和抗表面粗糙性的影响，高速钢轧辊540℃回火尽管具有最好的耐磨性，但抗表面粗糙性差，增加了轧制力，而采用570℃回火抗表面粗糙性好，耐磨性也较好。Kiln等人【10,11】研究了热处理对离心铸造高速钢轧辊力学性能的影响，发现淬火温度的适当增加有利于提高高速钢轧辊的断裂韧性，回火温度增加，有利于提高高速钢轧辊硬度。Pellizzari 等人【12】研究了淬火冷却方式和回火次数对高速钢轧辊使用性能的影响，发现高速钢轧辊经风冷淬火和两次回火，具有良好的使用效果。为了解决高速钢轧辊高温处理时辊芯强度明显下降的问题，符寒光【13】发明了高速钢复合轧辊热处理方法。首先将轧辊进行退火处理，退火温度：870-890℃，保温时间6--10 h。再在50 H沈50 Hz双频淬火机床上进行感应淬火，轧辊在感应淬火前进行预热处理，预热温度280--350℃，预热保温时间6—10h。淬火加热时，轧辊需要旋转和沿轴向垂直下移。轧辊加热后快速水冷，然后在520-560℃进行第一次回火处理，随后空冷。再将轧辊重新加热至500-540℃进行第二次回火处理，然后炉冷至小于200℃后空冷。该工艺处理高速钢复合轧辊，工艺简便、能耗低、生产周期短、轧辊强度高、使用效果好。日本Kontoku公司开发的热带精轧机前段机架用离心铸造高速钢轧辊，通过改变铸造条件和应用锻钢的淬火技

模具钢的处理

模具钢的处理模具钢材的热处理方式与加工工序安排密切相关。在模具制造时，应当根据材料和加工工艺路线来选择热处理方法，制定相应得热处理工艺。（1）一般冷作模具钢工作零件的热处理工序安排：筹造——退火——机械加工成型——淬火与回火—工修整。（2）冷作模具钢采用成型磨削及电加工工艺：锻造——退火——机械粗加工——淬火或回火——精加工（磨削、电加工）。（3）冷作模具钢复杂冲模的加工：锻造——退火——机械粗加工——高温回火或调质——机械加工成型——淬火与回火——磨削与电工加工成型。大多数冷作模具钢使用状态为淬火与回火，模具硬度通常为60hrc，为了进一步提高模具表面硬度、耐磨性和使用寿命，常进行表面强化处理，如渗碳、渗氮、渗硼氮碳共渗、td 法渗钒铌、化学气相村积（cvd）等作为最终热处理。模具热处理模具制造的成本高，特别是一些精密复杂的冷冲模、塑料模、压铸模等。采用热处理技术提高模具的使用性能，可以大幅度提高模具寿命，有显著的经济效益，我国模具技术工作者十分重视模具热处理技术的发展。 1 真空热处理模具钢经真空热处理后有良好的表面状态，变形小。与大气下的淬火比较，真空油淬后模具表面硬化比较均匀，而且略高一些，主要原因是真空加热时，模具钢表面呈活性状态，不脱碳，不产生阻碍冷却的氧化膜。在真空下加热，钢的表面有脱气效果，因而具有较高的力学性能，炉内真空度越高，抗弯强度越高。真空淬火后，钢的断裂韧性有所提高，模具寿命比常规工艺普遍提高40%~400%，甚至更高。冷作模具真空淬火技术已得到较广泛的使用。 2 深冷处理近年来的研究工作表明，模具钢经深冷处理(-196℃)，可以提高其力学性能，一些模具经深冷处理后显著提高了使用寿命。模具钢的深冷可以在淬火和回火工序之间进行，也可在淬火回火之后进行深冷处理。如果在淬火、回火后钢中仍保留有残余奥氏体，则在深冷处理后仍需要再进行一次回火。深冷处理能提高钢的耐磨性和抗回火稳定性。深冷处理不仅用于冷作模具，也可用于热作模具和硬质合金。深冷处理技术已越来越受到模具热处理工作者的关注，已开发出专用深冷处理设备。不同钢种在深冷过程中的组织变化及其微观机制及其对力学性能的影响，尚需进一步研究。 3 模具的高温淬火和降温淬火一些热作模具钢，如3Cr2W8V、H13、5CrNiMo、5CrMnMo等，采用高于常规淬火温度加热淬火，可以减少钢中碳化物的数量、改善其形态和分布，使固溶于奥氏体中碳的分布均匀化，淬火后可在钢中获得更多的板条马氏体，提高其断裂韧性和冷热疲劳抗力，从而延长模具使用寿命。例如3Cr2W8V钢制的一种热挤压模具，常规淬火温度为1080~1120℃，回火温度为560~580℃。当淬火温度提高至1200℃，回火温度为680℃(2次)，模具寿命提高了数倍。 W6Mo5Cr4V2、W18Cr4V高速钢和Cr12MoV等高合金冷作模具钢，可适当降低其淬火温度，以改善其塑韧性，减少脆性开裂倾向，从而提高模具寿命。例如W6Mo5Cr4V2的淬火温度可选用1140~1160℃。 4 化学热处理化学热处理能有效地提高模具表面的耐磨性、耐蚀性、抗咬合、抗氧化性等性能。几乎

GCr15钢焊管轧辊的热处理工艺

GCr15钢焊管轧辊的热处理工艺刘振双【期刊名称】《焊管》【年(卷),期】2012(035)002 【摘要】This article introduced the structure of longitudinal welded pipe forming roller and heat treatment process of GCrl5 steel used for manufacturing welded pipe roller, analyzed cause of defect which appeared in GCrl5 steel roller heat treatment process and some precautions. It pointed out the heat treatment process for GCrl5 steel is simple and easy, adopting applicable quenching liquid and heat treatment process can obtain workpiece size stable, and get high and well-proportioned hardness, high abrasion resistance, high strength and high toughness and long term fatigue life after quenching. The welded pipe rollers made by GCrl5 steel is with high performance to price ratio in comparison with other same performance material.%介绍了直缝焊管成型轧辊的结构形式以及用于制作焊管轧辊的GCr15钢的热处理工艺过程.分析了GCr15钢焊管轧辊热处理缺陷原因及预防措施.指出GCr15钢热处理工艺简便,采用合适的淬火液和热处理工艺,淬火后工件尺寸稳定,可以获得高而均匀的硬度、高耐磨性、高强度和高韧性,疲劳寿命长.用GCr15钢制作焊管轧辊,相对于同性能材料,具有较高的性价比. 【总页数】4页(37-40) 【关键词】直缝焊管;成型轧辊;淬火;回火;淬火介质;开裂;耐磨性;强度;韧性

轧辊用高速钢材料的研究现状

轧辊用高速钢材料的研究现状提高轧材内在质量和尺寸精度、降低生产成本一直是轧钢工作者不懈追求的目标。应用轧制新技术可以有效提高轧材的质量,但同时也对轧辊质量特别是轧辊的耐磨性、强度及韧性等提出了更高的要求。改变轧辊材质是提高轧辊性能的重要措施,轧辊材质发展的趋势是广泛使用合金元素且逐渐提高合金化程度,以在轧辊辊身表面形成较多较硬的碳化物,提高轧辊的耐磨性。为适应这一要求,20世纪80年代末日本首先开发出了铸造高速钢轧辊并将其正式用于带钢热连轧机上。之后不久,欧美各国钢铁企业也纷纷开发使用高速钢轧辊。目前,高速钢轧辊已在带钢热连轧机粗、精轧机架,冷轧带钢轧机,高速线材轧机的预精轧机架和棒材轧机上获得了广泛的应用。其综合使用寿命是传统轧辊材料的3~10倍,经济效益十分显著。 1高速钢轧辊的特点高速钢轧辊是利用具有高硬度,尤其是具有很好红硬性、耐磨性和淬透性的高速钢作为轧辊的工作层,用韧性满足要求的高强度灰铁、球铁、铸钢及锻钢作为轧辊的芯部材料,把工作层和芯部以冶金结合的方式复合的高性能轧辊。 1.1 高速钢轧辊的化学成分特点 (1)含有较多的C和V。C和V可以形成高硬度的MC型碳化物,提高轧辊耐磨性。 (2)有较高的Cr含量。Cr含量高,可在轧辊组织中形成一定数量的M7C3型碳化物,有利于降低轧制力和改善轧辊辊面的抗粗糙性。 (3)含有一定量的Co(不超过10%)。Co可提高高速钢轧辊的红硬性,从而提高轧辊耐磨性。 (4)离心铸造高速钢轧辊中含有不超过5%的Nb。Nb不但可以降低因合金元素密度差大而引起的偏析,还可细化凝固组织,减少网状碳化物,提高轧辊的热疲劳抗力。因轧制钢种、轧机条件及轧辊制造方法的不同,高速钢轧辊的化学成分也有所差异,常用的高速钢轧辊化学成分。 1.2 高速钢轧辊的组织特点碳化物的种类、形状、体积分数及分布是决定高速钢轧辊性能的主要因素。高速钢轧辊材料的微观组织结构与合金成分设计和工艺条件等因素有关,因材料成分和工艺条件不同,可出现了各种不同的研究结果。与传统的高铬铸铁轧辊中的M7C3型共晶碳化物相比,高速钢轧辊中除含有MC型碳化物外,还含有M2C、M6C和M7C3型碳化物。典型高速钢轧辊组织,不同材质轧辊中碳化物的形态、硬度及使用性能的比较见。 2 高速钢轧辊的生产工艺及其特点围绕着轧辊外层与芯部的冶金结合问题,高速钢轧辊的制造技术不断发展,从最早的离心铸造法(CF)发展到现在的连续浇铸复合法(CPC)、电渣熔铸法(ESR)、热等静压法(HIP)和喷射成型法(Osprey)。目前,国外主要采用离心铸造法、连续浇铸复合法和电渣熔铸法制造轧辊,而热等静压法和喷射成型法仍在完善和发展中。连续浇铸复合法制造的轧辊组织细小、均匀、夹杂物少,几乎没有缩孔、疏松等缺陷,但因生产设备、工艺复杂,我国仍无法生产;电渣熔铸法制造轧辊成本较高,且难以制造较大的轧辊;离心铸造法生产的高速钢轧辊尽管存在着合金元素易产生偏析而严重影响轧辊使用寿命的不足,但由于生产装备简单、工艺稳定、效率高、生产成本低,通过合理设计合金成分和工艺参数,生产出的轧辊仍可以满足大多数轧机的需要,因而在相当长一段时间内仍将处于主导地位。上述几种高速钢轧辊生产工艺的技术经济性能比较。 3 变质处理高速钢轧辊材料的研究现状

各类轧辊成分

E-mail: forging@https://www.wendangku.net/doc/569197274.html, equip@https://www.wendangku.net/doc/569197274.html, URL: https://www.wendangku.net/doc/569197274.html, www.bnmme.ru 101合金冷硬铸铁轧辊合金冷硬铸铁轧辊（辊环）是利用铁水自身的过冷度和模具表面激冷，同时添加Ni、Cr、Mo合金元素的办法制造的一种铸铁轧辊，辊身工作层基体组织内基本上没有游离态石墨，因而其硬度高，具有优良的耐磨损性能。此类材质可用静态复合浇注工艺生产大型规格轧辊，使辊身具有高的硬度而辊颈具有高的强韧性，表现出良好的热稳定性和抗事故性。金相组织 CC-1 CC-2 CC-4 辊身500X CC-3 辊身500X 细珠光体+碳化物珠光体+少量贝氏体+碳化物

E-mail: forging@https://www.wendangku.net/doc/569197274.html, equip@https://www.wendangku.net/doc/569197274.html, URL: https://www.wendangku.net/doc/569197274.html, www.bnmme.ru CC-4 辊颈100X 珠光体+碳化物 102 合金无界冷硬铸铁轧辊合金无界冷硬铸铁轧辊（辊环），以其工作层中有细小的石墨析出物为特征而区别于冷硬铸铁轧辊。石墨均匀分散在整个辊身截面，其数量和尺寸随深度而增加。本公司提供的合金无界冷硬铸铁轧辊，由于添加了锰、铬、镍、钼等合金元素，加上少量细小石墨的存在，不仅提高了轧辊的抗剥落性、抗热裂性和抗磨损等性能，而且辊身工作层具有较小的硬度落差。表面的微细石墨孔隙还能改善轧辊的咬入能力。

轧辊材料及热处理工艺

轧辊材料及热处理工艺轧辊的寿命主要取决于轧辊的内在性能和工作受力，内在性能包括强度和硬度等方面。要使轧辊具有足够的强度，主要从轧辊材料方面来考虑；硬度通常是指轧辊工作表面的硬度，它决定轧辊的耐磨性，在一定程度上也决定轧辊的使用寿命，通过合理的材料选用和热处理方式可以满足轧辊的硬度要求。概述了传统的轧辊选材及其热处理工艺，同时，对轧辊材料及其热处理工艺的发展进行了展望。传统冷轧辊材料及其热处理方式冷轧辊在工作过程中要承受很大的轧制压力，加上轧件的焊缝、夹杂、边裂等问题，容易导致瞬间高温，使工作辊受到强烈热冲击造成裂纹、粘辊甚至剥落而报废。因此，冷轧辊要有抵抗因弯曲、扭转、剪切应力引起的开裂和剥落的能力，同时也要有高的耐磨性、接触疲劳强度、断裂韧性和热冲击强度等。国内外冷轧工作辊一般使用的材质有ＧＣｒ15、9Ｃｒ2、9Ｃｒ、9ＣｒＶ、9Ｃｒ2Ｗ、9Ｃｒ2Ｍｏ、60ＣｒＭｏＶ、80ＣｒＮｉ3Ｗ、8ＣｒＭｏＶ、86ＣｒＭｏＶ7、Ｍｏ3Ａ等。 20世纪50～60年代，这一时期的轧件多为碳素结构钢，强度和硬度不高，所以轧辊一般采用1.5%～2%Ｃｒ锻钢。此类钢的最终热处理通常采用淬火加低温回火，常见的淬火方式有感应表面淬火和整体加热淬火。其主要任务是考虑如何提高轧辊的耐磨性能、抗剥落性能，并提高淬硬层深度，尽量保证轧辊表面组织均匀，改善轧辊表层金属组织的稳定性。从20世纪70年代开始，随着轧件合金化程度的提高，高强度低合金结构钢(ＨＳＬＡ)的广泛应用，轧件的强度和硬度也随之增加，对轧辊材料的强度和硬度也提出了更高的要求，国际上普遍开始采用铬含量约2%的Ｃｒ-Ｍｏ型或Ｃｒ-Ｍｏ-Ｖ型钢工作辊，如我国一直使用的9Ｃｒ2Ｍｏ、9Ｃｒ2ＭｏＶ和86ＣｒＭｏＶ7、俄罗斯的9Ｘ2ＭΦ、西德的86Ｃｒ2ＭｏＶ7、日本的ＭＣ2等。这类材质的合金化程度较低，在经过最终热处理后，其淬硬层深度一般为12～15ｍｍ(半径)，仅能满足一般要求，而且使用中剥落和裂纹倾向严重，轧制寿命低。通过改进热处理方式，即进行重淬1～2次，提高了该类轧辊的淬硬层，但每次重淬不仅需要一定的热处理费用，而且会使轧辊直径都要损失5ｍｍ左右，同时轧辊在经过多次热处理后容易变形，难以满足高精度轧辊的形位公差要求。因此，研制深淬硬层冷轧辊不仅可以大幅度地降低冷轧辊的消耗，减少轧辊在使用过程中的重新淬火次数，延长轧辊寿命，具有重大的经济效益。为了减少重淬消耗，提高轧辊的淬硬层深度、接触疲劳强度、韧性，

高速钢轧辊的铸造技术新

高速钢轧辊的铸造技术摘要：铸造高速钢轧辊最早是在19世纪80年代末90年代初期开始使用，因其极低的磨损率和出色的轧钢表面质量深受轧钢厂家的青睐。近年来，我国好多轧辊厂家也都相继开发并生产出了高速钢轧辊，并在热轧带钢、线棒材轧机上得以应用，并取得了较好的效果，但在其制造和轧钢过程中产生的一些问题阻碍了高速钢轧辊的普及。问题主要有：制造过程中的轧辊内部高应力导致轧辊断裂，结合层缺陷导致的轧辊工作层剥落、在轧制过程中易产生辊面热裂纹及轧制冲击力造成的辊面破裂，轧制摩擦力增加等。本篇文章将主要描述高速钢轧辊的冶金特性及其在制造和轧钢过程中产生的一些问题及解决办法。关键词：高速钢轧辊；磨损率；断裂；摩擦系数 The Casting Tecnology of High Speed Steel Rolls DONG Jun ，ZHANG Xiu Qin (Tang shan zhong da mechanical roll Ltd ) Abstract: High Speed Steel (HSS) rolls were first used in the late 1980s and early 1990s. The combination of extremely low wear rates and excellent surfaces were very desirable for rolling mills.in recent years,many rollmakers in china have also produced some High Speed Steel rolls and used well in hot strip mill and hot bar mill. There were, however, problems associated with the use of these rolls that slowed the rate of general acceptance. These were high manufacturing stresses leading to catastrophic failures, spalling from bond defects and mill problems connected to higher rolling friction and hot cracks and Spalling generated in the rolling process. This chapter will describe the metallurgy of HSS rolls and how it influences manufacturing and mill problems. Key words: High Speed Steel (HSS) rolls; wear rates; Fracture; Friction coefficient 高速钢轧辊的定义高速钢轧辊与工具钢轧辊在使用上非常相似。高速钢一般定义为高速切削时具有保持硬度能力的工具钢。作为轧辊工作层材质在热轧时具有高的红硬性、高的耐磨性，高速钢轧辊中的碳元素以及其它形成碳化物合金元素的含量一般都大于15％，而在工具钢轧辊中则小于15％。一个更加科学的定义为高速钢轧辊是在热处理回火过程中能表现出显著二次硬化的工具钢。化学成分及机械性能高速钢轧辊与其它类型轧辊的化学成分见表一。表一

钢材的热处理工艺

淬火 Hardening or Quenching cui huǒ (行业内，淬读"zàn"音，即读“zàn huǒ”）钢的淬火是将钢加热到临界温度Ac3（亚共析钢）或Ac1（过共析钢）以上某一温度，保温一段时间，使之全部或部分奥氏体[1]化，然后以大于临界冷却速度的冷速快冷到Ms以下（或Ms附近等温）进行马氏体（或贝氏体）转变的热处理工艺。通常也将铝合金、铜合金、钛合金、钢化玻璃等材料的固溶处理或带有快速冷却过程的热处理工艺称为淬火。淬火的目的是使过冷奥氏体进行马氏体或贝氏体转变，得到马氏体或贝氏体组织，然后配合以不同温度的回火，以大幅提高钢的强度、硬度、耐磨性、疲劳强度以及韧性等，从而满足各种机械零件和工具的不同使用要求。也可以通过淬火满足某些特种钢材的的铁磁性、耐蚀性等特殊的物理、化学性能。淬火能使钢强化的根本原因是相变，即奥氏体组织通过相变而成为马氏体组织（或贝氏体组织）。钢淬火工艺最早的应用见于河北易县燕下都遗址出土的战国时代的钢制兵器。淬火工艺最早的史料记载见于《汉书.王褒传》中的“清水焠其峰”。 “淬火”在专业文献上，人们写的是“淬火”，而读起来又称“蘸火”。“蘸火”已成为专业口头交流的习用词，但文献中又看不到它的存在。也就是说，淬火是标准词，人们不读它，“蘸火”是常用词，人们却不写它，这是我国文字中不多见的现象。淬火是“蘸火”的正词，淬火的古词为蔯火，本义是灭火，引申义是“将高温的物体急速冷却的工艺”。“蘸火”是冷僻词，属于现代词，是文字改革后出现的产物，“蘸”字本义与淬火无关。“蘸火”本词为“湛火”，“湛”字读音同“蘸”，而其字形又与水、火有关，符合“水与火合为蔯”之意，字义与“淬火”相通。“湛火”为本词，“蘸火”则为假借词。淬火将金属工件加热到某一适当温度并保持一段时间，随即浸入淬冷介质中快速冷却的金属热处理工艺。常用的淬冷介质有盐水、水、矿物油、空气等。淬火可以提高金属工件的硬度及耐磨性，因而广泛用于各种工、模、量具及要求表面耐磨的零件（如齿轮、轧辊、渗碳零件等）。通过淬火与不同温度的回火配合，可以大幅度提高金属的强度、韧性及疲劳强度，并可获得这些性能之间的配合（综合机械性能）以满足不同的使用要求。另外淬火还可使一些特殊性能的钢获得一定的物理化学性能，如淬火使永磁钢增强其铁磁性、不锈钢提高其耐蚀性等。淬火工艺主要用于钢件。常用的钢在加热到临界温度以上时，原有在室温下的组织将全部或大部转变为奥氏体。随后将钢浸入水或油中快速冷却，奥氏体即转变为马氏体。与钢中其他组织相比，马氏体硬度最高。钢淬火的目的就是为了使它的组织全部或大部转变为马氏体，获得高硬度，然后在适当温度下回火，使工件具有预期的性能。淬火时的快速冷却会使工件内部产生内应力，当其大到一定程度时工件便会发生扭曲变形甚至开裂。为此必须选择合适的冷却方法。根据冷却方法，淬火工艺分为单液淬火、双介质淬火、马氏体分级淬火和贝氏体等温淬火4类。淬火效果的重要因素，淬火工件硬度要求和检测方法：