钼高速钢辊环及其在热轧机上的应用
9cr3mo冷轧辊钢的热处理
9cr3mo冷轧辊钢的热处理
9Cr3Mo冷轧辊钢是一种高强度、高耐磨的特殊钢材，广泛应用于轧机、冷轧机等重型设备中。
为了保证钢材的性能和使用寿命，需要对其进行热处理。
9Cr3Mo冷轧辊钢的热处理主要包括两个步骤：淬火和回火。
淬火是将钢材加热到适当温度，然后迅速冷却，以使其达到硬度和韧性的平衡状态。
回火是在淬火后将钢材加热到较低的温度，然后冷却，以减轻淬火时产生的内部应力和硬度，提高钢材的韧性和耐磨性。
具体来说，9Cr3Mo冷轧辊钢的热处理步骤如下：
1. 加热。
将钢材加热到适当的温度，一般为840-860℃。
2. 淬火。
将加热后的钢材迅速浸入水中或油中，使其快速冷却，以获得高硬度和高韧性的平衡状态。
3. 温度回火。
将淬火后的钢材加热到较低的温度，一般为
580-640℃，然后保温1小时左右，使内部应力逐渐释放。
4. 空气冷却。
回火后的钢材需要在空气中自然冷却至室温。
通过以上热处理步骤，可以使9Cr3Mo冷轧辊钢达到较高的硬度和韧性平衡状态，同时减轻内部应力和硬度，提高钢材的使用寿命和性能。
- 1 -。
高速钢轧辊热处理工艺及刀具的选择
高速钢轧辊热处理工艺及刀具的选择目前人们所称的高速钢轧辊均为高碳高速钢复合轧辊，以成为现代轧钢生产发展的重要组成部分。
高速钢轧辊自1988年首次在日本的热轧带钢轧机上成功应用以来，经过20年的发展，已在世界各国的轧机上获得了广泛的应用。
目前，铸造高速钢轧辊不仅广泛应用于冷、热轧带钢热连轧机精轧机架，也广泛应用于线棒材轧机精轧机架，同时在型材轧机、管材轧机、扁带材轧机上也得到了很好的应用。
以下就具体介绍一下合金元素在高速钢轧辊中的应用及高速钢轧辊的加工工艺。
一、高速钢轧辊的特点高速钢轧辊是问世时间最短、发展最快且应用前景最广的热轧辊材料。
高速钢又名风钢或锋钢，意思是淬火时即使在空气中冷却也能硬化，并且很锋利。
它是一种成分复杂的合金钢，含有钨、钼、铬、钒等碳化物形成元素。
合金元素总量达10%~25%左右。
其特点是：（1）碳化物硬度高。
2）热稳定性好。
3）使用中易形成氧化膜。
4）淬透性好。
5）优良的强韧性。
6）良好的抗热裂性。
7）良好的耐磨性。
二、合金元素在高速钢轧辊中的作用1）碳（C）：高速钢轧辊与普通高速钢相比碳含量较高，根据不同成分配比在1.4%-3.5%之间（碳含量应根据强碳化物形成元素的含量确定）。
2）钒（V）：钒能形成碳化物Vc，回火时Vc弥散析出，形成二次硬化，可以提高工件的冲击韧性，硬度和耐磨性。
一般控制在2.5%-4.0%。
3）铌（Nb）：铌比钒更贵，铌和钒综合作用会获得回火后更好的二次硬化效果。
铌和钒的总量应控制在3%-6%。
4）铬（Cr）：高速钢轧辊的淬透性主要靠铬，铬还可以调节基体的碳平衡，能提高抗氧化退碳和抗腐蚀能力。
但铬含量过高会在回火时形成不稳定碳化物，降低热稳定性和红硬性。
5）钨（Wu）：钨是促进高速钢抗回火性和红硬性的首选元素。
钨还有一定的抗氧化性，如钨含量过高会降低耐磨性，故综合考虑钨含量应低于5%。
6）钼（Mu）：钼和钨的性能是一样的，钼的密度比钨低，在一定程度上可消除偏析现象。
高速线材辊环的使用范文
辊环辊环的基本性能硬质合金辊环是由碳化钨（WC）和粘结金属组成的高硬度、高耐磨性的工具材料，要使硬质合金辊环在高速线材轧制中充分发挥其高耐磨、长寿命、高效率的特点。
抗热疲劳及强韧性是由辊环自身的质量决定的，主要包括孔隙、粗晶粒WC、钴池、碳化物的聚集体、游离石墨、 相和外来杂质等，这些都会加重加快断裂的程度和速度，降低硬质合金的强度。
目前世界上应用于辊环的材质配比分成两个系列，即纯钴系列与镍钴铬系列，纯钴系列属第一代而镍钴铬系列则为新一代的系列，其特点是在保持纯钴系列的优点的基础上进一步强化了耐腐蚀能力。
腐蚀作用能助长裂纹的延伸，这一点在酸性冷却水情况下更加重要，为此必须提高材料的耐腐蚀性能。
硬质合金粘结相的组成决定了其耐腐蚀性能的大小。
硬质合金辊环材质的选用应按使用架次综合考虑，不同架次由于工况不同必须配用不同的轧辊材料：前面机架受到轧制力和冲击力较大，辊环工作条件比较恶劣，要求辊环有较高的抗冲击、抗热裂纹和抗腐蚀能力；后面机架辊环工作条件较好，要求辊环有较高的耐磨性和抗热裂纹能力。
正确选用各架次辊环的材质配比，在轧机正常运行和规定轧制量的情况下，将有利于提高辊环的使用寿命同时减少停机损失。
使用辊环的过程中应注意以下事项：（1）牌号选择：辊环使用时，由于各机架的槽形、轧制速度、压下量各不相同，辊环的磨损、受力情况也不相同。
因此，在选择使用硬质合金辊环时，要根据使用要求选择适当的辊环牌号。
（2）辊环安装：辊环的锥套和上机组装严格按照设计工艺要求的精度进行，上机前需检查辊环是否合乎要求，并且辊环、轴的装配面需仔细擦洗干净，上机时严禁用铁锤或其它硬物敲打辊环，运输、安装过程严禁辊环的相互碰撞，以防损坏辊环。
（3）冷却及冷却水质：冷却是为了减少辊环轧制时的热腐蚀、热疲劳及热应力对辊环的作用，防止辊环破裂，延缓裂纹的扩散，延长轧槽寿命，对硬质合金辊环效果的发挥非常重要，冷却的参考规范如下：冷却水压力（5～6巴）/水量架，末架24m3/小时，喷水为径向，与辊环的旋转方向成（15～30度）的角，水不能散射或雾状，应直接喷入轧槽。
热机轧制在高速线材生产中的应用
热机轧制在高速线材生产中的应用 摘要：高线线材生产线采用热机轧制工艺，适当降低合金元素，通过细晶强化机制，提高产品力学性，达到降低合金、提高产品经济效益。在高速线材生产线上进行6mm～12mmHRB400E热轧带肋钢筋工业化试制，并对试制产品的力学性能进行了检验，结果表明采用该工艺生产的钢筋微观组织均匀,力学性能良好,各项性能均符合国家相关标准要求，具备开发低成本HRBF400E盘条钢筋基础，提高产品竞争力。
关键词：热机轧制； 细晶强化 ；控冷工艺 ；晶粒度 1 前言 云南德胜钢铁有限公司高速线生产线设计年产量60万吨，2007年建成投产，现主要生产HPB300、HRB400E。生产线装备较好、技术力量较强、管理体系完善、检测设施齐全。为降低HRB400E热轧带肋钢筋的生产成本，在高速线材生产线上采用热机轧制细晶强化方式，降低HRB400E热轧带肋钢筋的合金成分，达到降本目的。
2 生产工艺设备及要求 2.1 工艺流程 主要工艺流程： 连铸钢坯加热 粗中轧机轧制 预精轧机轧制 轧件控温水冷 精轧机轧制 轧后控冷 斯太尔摩风冷线冷却 集卷 P&F线 打包 称重、入库。
2.2 主要设备 主要设备包括：步进式蓄热加热炉1座、φ550X4牌坊式轧机、φ450X5牌坊式轧机、φ350X5牌坊式轧机、φ285X4悬臂轧机、顶交45°无扭高速线材轧机、预水冷箱、轧后水冷箱、夹送辊、吐丝机、斯太尔摩风冷线、P&F线等。
2.3 试制生产对钢坯成分控制及成品力学性能要求 对试制HRB400E热轧带肋钢筋的成分和成品力学性能要求见表1及表2。
表1 试制钢坯的成分要求
牌号 化 学 成 分 % C Si Mn P S HRB400E 0.20～0.25 0.30～0.60 1.05～1.15 ≤0.045 ≤0.045
注：Mn成分在试制前钢坯成分基础降低了0.15%-0.10%。 表2试制热轧带肋钢筋成品的力学性能要求
高线轧机用硬质合金辊环的生产与应用
高线轧机用硬质合金辊环的生产与应用烟台开发区东星工业有限责任公司首钢烟台东星公司在高速线材轧机(预)精轧机组工况对辊环寿命影响分析的基础上，确定了辊环材质的研制方向及硬质合金辊环应具备的性能。
建起了一条从产品开发、研制到现场服务信息反馈的科学完整的现代化管理模式下运行的硬质合金辊环生产线。
下面从硬质合金辊环的生产与应用两个方面论述。
一、硬质合金辊环的生产(一)科学的管理、高素质的员工队伍是质量稳定的保障严谨、高效、科学的管理模式是质量稳定的前提，作为股份公司，从公司一成立就按着股份公司的运行规则结合公司的实际情况组建了内部管理机构，制定了管理制度，使整个管理体系责任明确、反应快、效率高。
根据我们现行的辊环生产工艺和设备水平，我们制定了完整的生产管理制度和岗位操作规程，保证了生产全过程均衡稳定，使整个生产管理顺畅，提高了生产设备的使用效率。
按着ISO9002质量认证体系和现代企业管理的需要，不断完善质量管理体系，从原材料采购到产品出厂都有完整的计划、检测及生产记录，形成了辊环“档案”，为确保产品质量、以后查找事故原因、向用户提供准确的售后服务，提供了真实可靠的数据。
我们每一个辊环都有一个唯一的编号，每一个编号对应着从配料到开槽的全过程数据，包括每一工序的操作人、完成时间。
在完善各项规章制度、严格控制工艺参数的同时，强化了检验制度及检验记录，使产品质量有了更进一步的保障。
公司的操作工人都是正规技校毕业，在上岗前要经过三个月在岗培训经考试合格后方可持证上岗。
全体员工40%以上具有大专以上学历。
针对工艺特点不断派人外出学习、培训。
公司的产品开发、销售人员都是大专以上学历，对用户的各种意见、要求都能作出准确认真的回答与满足。
员工素质的不断提高对我公司硬质合金辊环质量的稳定做了保证。
(二)全封闭式生产线及科学的材质配比生产出了优质的产品高速线材轧机用硬质合金辊环的使用工况决定了其必须具有优良的抗热疲劳和耐腐蚀特性，同时要具有较好的强韧性。
高速钢辊环
改变离心铸 造与 热处理工 艺参数和 添加微合 金化元 素 ，可 消除高速钢 辊环 生产 中常 见的偏析和 开裂 缺 陷。高速钢 辊环 制造 技 术成 熟 ，具 备工业 化推广 应用条件 。该项 目曾得到 冶金部 科研
资助 。
维普资讯
维普资讯
新材料技术转
项目
高性能结构材料技术
２ ．
高速钢辊环
项 目简介 ：
我 国线 材 生 产 已取 得 了长 足 发 展 ，２ ０ ０ 年线 材 总 产 量 达 ０ ２．８ｔ ６ ０ Ｍ ，占钢材总产量 的２． ％ １９ ，其 中高速线材产量达 １．８ ｔ ２ １Ｍ ，高 线 比达４ ． ％ ６ ７ 。国内 已建成４ 条 高速 线材生产 线 ，正在 建设 的尚有 ３ ５ ，轧制 速度 超过 ｌ Ｏ ／ 的有９ 。辊 环是线 材轧机 上的关键 备 条 Ｏｍ Ｓ 条 件 ，国内年消耗量２ 万吨 以上 ，工作 中除 了受线材 磨损外 ，还 受高 温线 材 的加 热及冷 却水 的激冷 ，辊环 要求 高硬 度 、高韧性 、高热 冲击 抗力 。常用 无 限冷 硬铸铁辊 环和 高铬铸 铁辊环 高温硬 度低 ， 耐磨 性差 ，更换频 繁 。硬 质合金 辊环 成本 高。本项 目开发 的 高速
６ Ｈ Ｃ； ０ Ｒ
基体 组织 中含有较 多的钨 、钼 、铬 、钒 等合金 元素 ，具有
高 的淬透性和淬硬性 ，冲击韧性大 于１Ｊ ｃ ２ ２ ／ ｍ ，抗激冷激热性能好 ， 辊面５ｍ ￣硬度 降小于３Ｒ ； ０ｍ ＨＣ 应 用 于线材 轧机上 ，使用寿 命 比铸 铁辊 环提 高８ １ 倍 ， ～ ２
元 ，回 收期 １ ，市场 回报率 。 年
３ ．
喷射成形发动机用铝合金缸套制备技术
高速钢轧辊及其热处理研究
、＼ 火 温 度， ℃
锻 造 高速 钢包 含 低合 金 高 速钢 （ 半高 速 钢 ）低 碳 、 高速 钢 、 通高 速钢 、 普 高硬 高 速 钢及 超硬 高 速钢 ， 常用
锻造 高速钢 的化学成 分如 表 １ ：
表 １ 轧 辊 用锻 造 高 速钢 化 学 成 分 （ 量 分 数 。 ） 质 ％
５０ ５０ ５ ６ ￣ 火 加 热 与 Ｃ回 ｌ ＼
关 ， 与碳化 物不 均匀度 有关 ， 还 具体 如表 ２ 示 。 所
表 ２ 高 速钢 碳 化 物 不均 匀度 对 强 度 的影 响 不均匀度 Ｉ ２ ｆ
ｌ
冷却速度应较 慢以防 止
开裂， ３４ 根据 回火 － 次；
钢 号
Ｍ２
Ｍ３ ５
硬衄 Ｇ、 窑 ＼
回 ： 躔
１ｏ ｏ １ ｏ Ｏ ｏ １
５ ５
５ ４ ５ ３ ５ ２ ５ ２ ５ ２ ５ ． ２５ ５ ． ２５ ５ｌ
１５ Ｏ １
６ ５
６ ３ ６ ｌ ６ ｌ ６ ． ２５ ６ ３ ６ ． ３５ ４ ６ ６ ３
３１ 高速 钢 轧 辊 的 淬 火和 回 火 ．
高速钢 轧辊基本 上是 依赖 进 口，本 文 主要 是 介绍 高速 钢 轧辊制 作过程 及其 热处理 工艺 。 １锻 造 高速钢轧 辊常 用成分 及制 作方法
１１锻 造 高 速 钢 轧 辊 常 用 成 分 ．
通过 对 Ｍ２钢 实验 。得 出不 同的 淬火 温度 和 回火 温度 对硬度 的影 响【， “ 见表 ４ 。
高速钢轧辊及其热处理研究
杜 晓 强 ， 立 凤 ， 玉 力 杨 张
（ 山西 百 一 机 械 设 备 制造 有 限公 司 （ 太 钢 机 修公 司 ） 山西 原 ， 太原 ０００） ３ ０ ３
高速钢复合轧辊生产工艺
高速钢复合轧辊生产工艺高速钢复合轧辊是以硬度高、耐磨性好的高速钢作为轧辊的工作层材料，以强度高、韧性好的合金球墨铸铁或铸钢作为轧辊的芯部材料，将两种不同的材料通过离心铸造复合而成。
1高速钢轧辊概况随着先进轧机和高效轧制技术的问世，推动了轧钢工业迅速发展，同时也促进轧辊制造业迈向新的技术领域，如何提高轧辊的使用寿命以适应轧机的需要是轧辊研制者面临的新课题。
近年来，在轧辊研制者努力下，将高速钢材料应用于轧辊制造上，取得了突破性发展。
由于高速钢具有很高的耐磨性和淬透性，尤其是在高温时的红硬性，使高速钢很适合于用作制造轧辊的材料。
首先，高速钢轧辊被用在热带钢连轧机精轧前段，后来精轧后段和粗轧机架也开始采用，其使用寿命每次轧钢量约为原先的3～5倍，附带的效果是减少了换辊次数，增加了轧辊使用次数，减少库存量，降低了辊耗和费用。
同时，还伴随着轧件精度的提高，可实现无规程轧制等。
现在，高速钢轧辊也向线、棒材轧机上发展，具有广泛的使用领域和应用前景。
以往使用的轧辊工作层组织多为基体上分布着M3C 型共晶碳化物，组织粗大，硬度较低，而高速钢轧辊的工作层一般采用高碳高钒类型高速钢，工作层基体上分布着高硬度的MC型和M6C 型碳化物，而且随着钒含量的增加，高速钢铸态组织中的鱼骨状M6C 型碳化物减少，而MC型碳化物增加，淬火后的基体组织为回火马氏体和贝氏体。
2高速钢复合轧辊研制及生产过程2.1轧辊工作层及芯部化学成分的确定2.1.1工作层成分的确定(1)碳简单地说，高速钢的主要特征就是它能被淬火到高硬度，并能在相对较高的温度下保持其硬度。
因此，碳是其最重要的组成元素。
高速钢中的碳，一部分固溶在基体中，一部分以化合态存在于合金碳化物中。
在高速钢轧辊的成分设计中，碳是这样计算的：基体中需要0.3%的碳，15vol%的合金碳化物约需1.5%的碳，因此，碳含量被选定为1.6%～2.0%。
众所周知，高速钢的常规碳含量只有0.8%，而高速钢轧辊的碳含量竟然接近2%。
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钼高速钢辊环及其在热轧机上的应用符寒光 杨 军(北京冶金设备研究院 北京 100029) (西安建筑科技大学冶金工程学院 西安 710055)
摘 要 针对常用合金铸铁辊环耐磨性低,而硬质合金辊环成本高,我们开发了耐磨性能优良的高速
钢辊环,它具有生产工艺简单、生产成本低廉等特点,用于线材轧机预精轧段,使用寿命比合金铸铁辊环提高6～10倍,接近硬质合金辊环的水平,值得广泛推广使用。关键词 钼 高速钢 离心铸造 辊环
STUDYANDAPPLICATIONOFHIGHSPEEDSTEELROLLCOLLAR
CONTAININGMOLYBDENUMFuHanguang(BeijingResearchInstituteofMetallurgicalEquipment,Beijing,100029)YangJun(Dept.ofMetall.Eng.,Xi’anUniversityofArchitecture&Technology,Xi’an,710055)
Abstract Inaccordancewiththesituationthatusualalloycastironrollcollarhaslowwear2resistanceandhardalloyrollcollarhashighproductioncost,akindofhighspeedsteelrollcollarhavinghighwear2resistancehasbeendeveloped.Itissimpleinproductionandhaslowerproductioncostthanhardalloyrollcollar.Usinginthepre2precisionrollingmachinegroupofhighspeedlinesrollingmill,itsservicelifeis6～10timeslongerthanalloycastironrollcollar’sandnearshardalloyrollcollar’s.Itisworthusingextensively.Keywords Molybdenum,Highspeedsteel,Centrifugalcasting,Rollcollar
1 前 言热轧是钢铁工业中的重要工艺过程,大多数钢材都要经过热轧才能成为产品。热轧辊是热轧生产的关键工具,必须能够在高温下承受相当大的力的作用,除了要有良好的抗断裂性能,表面还应具有良好的耐磨、耐热性能,这不仅因为轧辊与产品的成本密切相关,而且直接决定着热轧产品的质量和热轧机的生产作业率。目前我国的钢产量已突破1亿t/a,位居世界第一,其中成品钢材的比例已超过90%,而经过热轧辊反复轧制的热轧材约占60%,这些产品主要有热轧板带、线、棒和其它各种用途的型材如钢轨等。据统计,我国热轧钢的平均辊耗高达3kg/t,每年消耗轧辊材料20多万t,价值数十亿元,通常轧辊消耗占轧制成本的10%～15%,由于轧辊表面磨损造成的轧制中途停机,将引起更大的经济损失。因此提高热轧辊表面耐磨性的研究早已引起了国内外的重视,热轧辊的材料不断地得到改进和发展,从早期的普通冷硬铸铁、无限冷硬合金铸铁、半钢、高铬铸铁、高铬铸钢,到目前国外广泛使用的高速钢,大致是热轧辊发展的过程。
高速钢作为热轧辊材料的应用在1988年始于日本,90年代初期在北美开始采用,在耐磨性、提高产品质量、减少换辊次数和提高轧机作业率及减轻工人劳动强度等方面体现出了优点。文献[1,2]对高速钢和其它几种热轧辊材料进行了比较,高速钢轧辊的耐磨性是高铬铸铁辊的3倍以上,高速钢轧辊具有如此优异耐磨性的主要原因是高速钢材料本身有良好的红硬性,高速钢中含有大量的强碳化物形成元素如W,Mo,Cr,V等,最终显微组织中含有约10%～15%的弥散、具有高硬度和高温稳定性的碳化物,在高温下工作能保持较高的强度和硬度。目前我国高速钢轧辊的研究及应用工作与国外先进水平相比差距较大,为使我国热轧辊的使用水平赶超世界先进水平,从1997年开始,我们开展了高速钢辊环的研究,经过2年的研究及使用表明,国产高速钢辊环的性能明显超过常用的高镍铬无限冷硬铸铁辊环和高铬铸铁辊环,推广应用前景良好。2 高速钢辊环化学成分设计2.1 CC是形成耐磨相碳化物的基本元素,C太少意
第23卷第5期1999年10月 中 国 钼 业CHINAMOLYBDENUMINDUSTRY
Vol.23No.5
October 1999味着碳化物太少,因而影响耐磨性,此外,C在铁水熔化中起到保护铁水免遭过分氧化的作用。但C能增大材料的脆性。热轧辊工作时与温度高达1200℃的轧件相接触,辊表面最高温度可达600℃[3],紧接着受到高压水的冷却,因此C含量过高,增大了辊环表面热龟裂的危险,最终将导致辊环的破裂,综合考虑将C含量控制在1.4%～2.2%。2.2 W高速钢中W的主要作用是提高红硬性,W主要以Fe4W2C及少量W2C的形式存在。淬火加热时,一部分Fe4W2C溶入奥氏体,淬火后存在于马氏体中。W原子与C原子的结合力较强,能提高回火马氏体的分解温度,W原子半径大,能提高铁的自扩散激活能,提高钢的回火温度,使高速钢的马氏体加热到600～625℃时还比较稳定。回火过程中有一部分以W2C的形式弥散析出,造成二次硬化。淬火加热过程中未溶解的Fe4W2C能阻止高温下奥氏体晶粒长大。由上可见,W量增加可提高钢的红硬性及减少热过敏性,但W太高会增加碳化物的不均匀性,增大钢的脆性,此外W元素的密度高,在离心力作用下易产生偏析,综合考虑将W量控制在5%～8%。2.3 Mo高速钢中加入Mo使钢的包晶反应温度降低,
反应剩下的液相减少,在更低温度下形成的莱氏体较细小,而且莱氏体的形态也发生了变化,这样就可改善W系高速钢的致命冶金缺陷———一次碳化物的不均匀性,并降低了脆性,同时回火固溶的Mo可以阻止碳化物沿晶界析出,使高速钢的强度和韧性提高。表1为20～25mm的W-Mo系、Mo系和W系高速钢棒材,淬火到10级晶粒度,在560℃3次回火后的抗拉强度和冲击韧性。此外,含Mo量超过4%的高速钢中残余奥氏体的热稳定性比W
系高速钢中的要低,1次回火可以完全转变,2次回火完全消除含钼高速钢中的应力,而W系高速钢残余奥氏体的热稳定性高,通常要进行3次回火处理。但Mo会增大高速钢的脱碳敏感性(见图1),对高速钢的晶粒变粗也有较高的敏感性,综合考虑将Mo
含量控制在4.5%～6.5%。
表1 不同牌号高速钢的强度和韧性[4]化学成分含量/%
CWMoCrV硬度(HRC)抗拉强
度/MPa
冲击韧性/J・cm-2
0.80～0.885.5～6.55.0～5.53.8～4.41.7～2.1633236～3334470.96～1.057.5～8.53.0～3.63.3～3.91.7～2.163.52991～3138440.802.08.04.01.862.53432～3530540.70～0.8017～18.5≤1.03.8～4.41.0～1.463～642843～304029.40.80～0.9012～13≤1.03.1～3.61.5～1.963～642942～313837.3
图1 Mo对高速钢脱碳的影响
1-在普通电炉中加热;2-在火焰炉中加热;3-在未脱氧的氯化
钡槽中加热;4-在用3%硼砂脱氧的氯化钡槽中加热;5-在用2%氟化镁脱氧的氯化钡槽中加热(温度1150℃,时间15min)
2.4 VV在高速钢中除了净化钢液、减少夹杂物和气体含量外,主要形成稳定碳化物,溶解在固溶体中,
可提高钢的二次硬化能力,保留的碳化物(VC)显微硬度达HV2800,可提高钢的耐磨性,它的分布是孤立块状,对基体割裂小,有利于提高钢的韧性,故V是高速钢中不可缺少的元素。但V含量过高增加钢液的氧化性,辊环生产成本也显著增加,故V
含量应控制在2.5%～4.0%。2.5 CrCr在高速钢中部分存在于M6C碳化物中,也能够形成M23C6碳化物,还有40%左右存在于基体中。Cr的碳化物M23C6在较低的淬火温度时便完全溶解,Cr同样能促使M6C碳化物更好地溶解
・22・中 国 钼 业 1999年10月在奥氏体中,使高速钢产生较高的淬硬性和淬透能力。Cr含量过高,多余的Cr参与回火时沉淀出的碳化物的形成,这种含Cr碳化物在较低温度时容易析出,降低了钢的热稳定性。综合考虑将Cr含量控制在3.5%～4.2%。2.6 Nb用普通静态铸造方法生产的高速钢辊环组织粗大,辊环内部易产生缩孔、疏松和气孔等铸造缺陷,辊环硬度均匀性低,使用寿命短。用离心铸造方法制造的高速钢辊环,组织致密,缩孔、疏松和气孔等铸造缺陷明显减少。但是,由于高速钢中含有较多的W,Cr,Mo,V等合金元素,而这些元素的密度差别很大(W19300kg/m3,Mo10200kg/m3,Cr7200kg/m3,V6100kg/m3,Fe7900kg/m3),在普通离心铸造条件下,合金易产生偏析而严重影响高速钢辊环质量。日本川崎制铁公司[5]分析了离心铸造高速钢偏析主要是MC型碳化物的偏析,严重影响轧辊的耐磨性,研究发现MC型碳化物主要是一次结晶VC的偏析,因VC与钢水的密度相差较大所致。防止VC偏析的方法是采取添加Nb元素提高MC型碳化物密度,并限制添加偏析元素W,其结果由于生成密度较大的MC型复合碳化物(V,Mo,Nb系碳化物),其密度与钢水密度相接近,使VC减少,有效地控制了离心铸造高速钢的碳化物偏析,提高了高速钢轧辊的耐磨性。但Nb也提高了钢的淬火温度,降低了二次硬度峰值出现的温度,综合考虑将Nb含量控制在0.8%～1.5%。2.7 AlAl固溶于基体中,可提高高速钢的回火稳定性、硬度和红硬性。Al还可降低M2C共晶碳化物的分解温度,使共晶碳化物在高温加热时易于分解和粒化[6],有利于提高高速钢的韧性。但Al可增加高速钢的脱碳敏感性,综合考虑将Al含量控制在0.6%～1.0%。2.8 ReRe熔点低,原子半径大,是钢铁合金中的强成分过冷元素,由于其平衡常数远小于1,在凝固过程中通过溶质再分配而富集在初生奥氏体生长前沿的溶体中,造成成分过冷,使奥氏体枝晶细化。由于奥氏体枝晶的细化,在凝固后期,在奥氏体枝晶间由于偏析而形成的共晶钢液溶池变小,从而共晶碳化物也得到细化,提高了高速钢的强韧性。Re加入量过多,尽管共晶碳化物可以进一步细化,但材质中Re夹杂物增多,对钢的韧性反而带来不利影响,综合考虑将Re含量控制在0.12%～0.20%。2.9 S和PS和P在高速钢中多以低熔点夹杂物的形式聚集于晶界,在高温加热过程中易出现局部熔化,降低钢的强度和塑性,因此高速钢中的S、P含量应严格控制,规定S含量≤0.03%,P含量≤0.04%。辊环成分见表2。