高鉻鑄鋼軋輥二次硬化

高鉻鑄鋼復(fù)合軋輥輥身工作層組織的二次硬化是指軋輥經(jīng)過高溫淬火后二次碳化物的析出過程，高鉻鑄鋼軋輥加熱到奧氏體化溫度后，應(yīng)快速冷卻使鉻、鉬、釩等合金元素保留在奧氏體內(nèi)，到600℃后，等溫轉(zhuǎn)變使Mo2C和M3C型滲碳體向M7C3 型轉(zhuǎn)變，使Mo2C和V4C3 碳化物從馬氏體中沉淀析出，以實現(xiàn)“彌散強化”。此過程稱之為高鉻鑄鋼軋輥的二次硬化。

高鉻鑄鋼復(fù)合軋輥碳含量為0.7%~1.4%，鉻含量為8%~16%，同時含有鉬鎳和適量釩等合金元素，硬度范圍控制在HS65~80。

高鉻鑄鋼軋輥鉻含量雖然低于高鉻鑄鐵軋輥，但其碳含量也低，實際的Cr/C比要高于高鉻鑄鐵軋輥，因而高鉻鑄鋼軋輥中碳化物主要是M7C3 型，基體組織控制為馬氏體 碳化物。

由于高鉻鑄鋼具有比高鉻鑄鐵材質(zhì)更加富鉻的基體組織，在特定的熱處理過程中，基體上吸儲彌散的二次合金碳化物，使用過程中輥面形成附著力強且致密的氧化膜，因此高鉻鑄鋼軋輥表現(xiàn)出了優(yōu)良的耐磨性能。

高鉻鑄鋼復(fù)合軋輥芯部大多采用球墨鑄鐵，具有較高的韌性和抗沖擊能力，基體組織控制為珠光體 牛眼鐵素體 少量碳化物 球狀石墨。

與高鉻鑄鐵軋輥相比，高鉻鑄鋼軋輥有以下性能特點：

⑴碳化物的類型為M7C3 型，顯微硬度高，耐磨性好；

⑵基體為馬氏體 碳化物，碳化物網(wǎng)狀比高鉻鑄鐵減輕，抗熱裂性增強；

⑶由于熱擴散主要取決于基體組織的熱傳導(dǎo)，因而碳化物總量降低，網(wǎng)狀形態(tài)的減輕使得導(dǎo)熱性增強，降低了對軋輥冷卻水的要求；

⑷碳化物量及大塊狀碳化物減少，咬入性能增強；

⑸Cr/C比增強，抗氧化性增強，氧化膜致密不易脫落，可在較高的溫度下保持不至于長厚。

高鉻鑄鋼軋輥基本生產(chǎn)方式為離心復(fù)合澆鑄，控制冷卻，熱處理則要分別經(jīng)過高溫和低溫不同階段的熱處理，通過控制鑄造和熱處理兩個環(huán)節(jié)，得到很好的組織和性能。高鉻鑄鋼軋輥得輥身外層為高鉻鋼，心層可用高韌性灰口鑄鐵或高強度球墨鑄鐵材料，可采用臥式、立式、和斜式三種離心方法生產(chǎn)。

高鉻鑄鋼軋輥主要用于熱帶連軋機4輥粗軋工作輥、連鑄連軋機4輥粗軋工作輥、一些帶鋼連軋機的軋邊輥，以及型鋼萬能軋機的水平輥環(huán)。

高鉻鑄造軋輥高鉻鐵和高鉻鋼鑄造軋輥的采用，是最近年繼采用復(fù)合鑄造的高合金無限冷硬鑄鐵軋輥和半鋼軋輥之后軋輥制造技術(shù)的一大革新。新材質(zhì)高鉻鋼復(fù)合鑄造軋輥正在取代超高碳的鑄鋼軋輥、針狀球墨鑄鐵軋輥及復(fù)合澆注的無限冷硬鑄鐵軋輥。

高鉻鋼軋輥具有以下特點：

（1）較好的淬硬深度。有效使用直徑可增大到100mm以上。軋輥外層徑向硬度穩(wěn)定在HV760-780。

（2）熱硬性好。表面受熱450℃時輥身硬度不下降，具有良好的抗回火性，因此高鉻鋼的回火溫度為400℃-500℃。高溫回火，為了活化奧氏體隨后冷卻中轉(zhuǎn)變?yōu)槎务R氏體。為了最有效地消除殘余奧氏體可進(jìn)行幾次回火?；鼗鹬胁⒂卸斡不?yīng)的作用。含10%鉻的高格鋼軋輥的殘奧含量為3%-4%，而鍛鋼軋輥則為7%-10%。

（3）高鉻鋼軋輥身硬度高，不容易磨傷，軋輥硬度綜合反映了材料的彈性、塑性和應(yīng)力狀態(tài)。高鉻鋼粗軋作輥的交貨硬度為HS73-83，冷軋工作輥為HS90以上。經(jīng)過噴丸處理容易得到高度發(fā)毛的輥面，具有良好的抗打滑性能。

（4）經(jīng)過噴丸處理容易得到高度發(fā)毛的輥面，具有良好的抗打滑性能。

（5）高鉻鋼軋輥的冷水條件不像高鉻鑄鐵軋輥那樣要求苛刻。

（6）采用高鉻鋼軋輥時，由于高的鉻含量，高鉻鋼軋輥粗糙度具有良好的保持性，軋鋼量達(dá)1000t/h粗糙度仍能保持在0.2μm以上'。軋輥表面粗糙度大，因而事故性打滑可以得到防止。

隨碳含量的增加鑄鋼軋輥可分別為亞共析、共析或過共析組織，其硬度相應(yīng)逐次提高，但韌性和抗熱裂紋性明顯地逐次降低。共析成分的鑄鋼軋輥強度和韌性的綜合性能較好，在中國獲得廣泛的應(yīng)用。合金元素可進(jìn)一步改善鑄鋼軋輥的性能，常用的合金元素為鉻、鉬、鎳、釩、鈮等。共析成分的普通合金鑄鋼軋輥大多數(shù)用于軋制負(fù)荷和熱負(fù)荷較大的大型初軋、開坯、粗軋機架以及鋼板、冷熱帶鋼軋機的支承輥。過共析普通合金鑄鋼軋輥多用于軋制負(fù)荷較小的型鋼粗軋和中軋機架。中國常用的鑄鋼軋輥成分和性能見表。

鑄鋼軋輥制造成本比鍛鋼軋輥低廉。熱處理制度相同時，鑄鋼軋輥的耐磨性比同成分鍛鋼軋輥的耐磨性好，但韌性低。用復(fù)合法鑄造可顯著改善鑄鋼支承輥芯部和輥頸強韌性。鑄鋼軋輥的生產(chǎn)包括冶煉、鑄造、熱處理、機械加工及檢測等工序。

靜止(常規(guī)法)鑄造的鑄鋼軋輥廣泛使用組合式立澆的鑄型，具體如圖《鑄鋼扎輥的鑄型》所示。輥身部分用金屬型或襯砂(10～30mm)金屬型。用金屬型澆注的鑄鋼軋輥外層組織細(xì)密。金屬型內(nèi)表面涂以耐火涂料，輥頸和冒口鑄型部分采用高強度干砂型。軋輥的傳動端置于下砂型部分。帶槽鑄鋼軋輥還常采用沿縱向分型的鑄型澆注。目前多數(shù)大型鑄鋼軋輥通過切線澆口底注法鑄造。澆注時鋼水在鑄型中旋轉(zhuǎn)上升，使夾雜物集中到軋輥芯部并排除到冒口頂部。順序凝固是保證軋輥芯部和輥頸無縮孔和疏松的必要條件。為此，保溫冒口和電弧加熱冒口技術(shù)已廣泛用于鑄鋼軋輥制造。頂注法澆注軋輥時，用浸入式的澆注管和保護(hù)渣來保證軋輥表面質(zhì)量。頂注法有利于順序凝固和提高鑄造收得率。

沖洗法、液面恒定底漏法是當(dāng)前復(fù)合鑄鋼廣為應(yīng)用的鑄造法。20世紀(jì)80年代中期，聯(lián)邦德國掌握了用立式離心技術(shù)生產(chǎn)復(fù)合鑄鋼支承輥技術(shù)。