CN109930065B - 一种复合高速钢支承辊及其制备方法 - Google Patents
一种复合高速钢支承辊及其制备方法 Download PDFInfo
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Abstract
本发明公开了一种复合高速钢支承辊,包括支承辊外层及支承辊内层,所述支承辊外层包括以下质量百分比的组分:0.6~1.0%的C,0.3~0.8%的Si,0.6~1.2%的Mn,4.0~8.0%的Cr,0.3~1.0%的Ni,0.5~1.5%的Mo,0.5~2.0%的V,0.5~2.0%的W,≤0.03%的P,≤0.03%的S,余量为Fe及不可避免的杂质;所述支承辊外层包括以下质量百分比的组分:2.5~3.5%的C,1.4~2.4%的Si,0.2~0.9%的Mn,0.6~1.0%的Cu,≤0.06%的Mg,≤0.03%的P,≤0.03%的S,≤0.5%的Cr,≤0.3%的Ni,1.0~2.0%钇基重稀土,余量为Fe及不可避免的杂质。同时,本发明还公开了上述复合高速钢支承辊的制备方法。本发明提供的复合支承辊辊身具有较好的耐磨性、强韧性的同时具有优良的综合抗事故性能,配以具有良好强度的辊颈,能很好地满足轧机对高速钢支承辊的使用要求。
Description
技术领域
本发明属高速钢铸造领域,具体涉及一种复合高速钢支承辊及其制备方法。
背景技术
轧辊是轧钢的主要大型工件工具,也是轧钢机上的主要易耗品。支承辊用来支撑工作辊,防止工作辊翘曲变形,还能影响板型的质量,是一个高成本和高消耗的轧机主要工作部件。支承辊必须具有一定刚度,否则工作辊在工作中容易变形;支承辊必须具有较高的屈服强度和抗裂纹扩展能力,否则在交变的轧制应力作用下支承辊辊身便面极易产生微裂纹,会在逐渐扩展,最终形成剥落;支承辊必须具有良好的耐磨性,否则在交变弯曲应力作用下,长期摩擦容易在辊身中部形成凹坑,严重会造成托肩剥落;支承辊辊颈也必须具有良好的屈服强度和抗事故性,否则辊颈长期承受交变应力,辊颈容易断裂。总而言之,支承辊必须具备高强度、高韧性、高耐磨性、高屈服强度和高抗剥落性能。
在近几年的发展,国内轧辊制造厂家已经可以生产出各种不同种类的轧辊,来满足国内大部分轧机的需求。目前国产轧辊基本能满足国内钢厂(武钢、鞍钢、宝钢等)的需求,并能够出口部分产品。但是,我国仍有大约3万吨高端轧辊产品供给不足,需要进口。因此,国内轧辊企业一是在产品发展方向上,要由低端的“大路货”向差异化、个性化、特色产品拓展,避开同质化地恶性竞争;二是要从重点增加产能向突破关键性技术的转变,着力提高轧辊产品的技术水平。
发明内容
发明目的:本发明的目的在于针对现有技术的不足,提供一种复合高速钢支承辊。
本发明的另一目的在于提供上述复合高速钢支承辊的制备方法。
技术方案:为了达到上述发明目的,本发明具体是这样来实现的:一种复合高速钢支承辊,包括支承辊外层及支承辊内层,所述支承辊外层包括以下质量百分比的组分:0.6~1.0%的C,0.3~0.8%的Si,0.6~1.2%的Mn,4.0~8.0%的Cr,0.3~1.0%的Ni,0.5~1.5%的Mo,0.5~2.0%的V,0.5~2.0%的W,≤0.03%的P,≤0.03%的S,余量为Fe及不可避免的杂质;所述支承辊外层包括以下质量百分比的组分:2.5~3.5%的C,1.4~2.4%的Si,0.2~0.9%的Mn,0.6~1.0%的Cu,≤0.06%的Mg,≤0.03%的P,≤0.03%的S,≤0.5%的Cr,≤0.3%的Ni,1.0~2.0%钇基重稀土,余量为Fe及不可避免的杂质。
制备上述复合高速钢支承辊的方法,包括以下步骤:
(1)分别对支承辊外层、支承辊内层进行钢水熔炼,控制支承辊外层钢水含量包括以下质量百分比的组分:0.6~1.0%的C,0.3~0.8%的Si,0.6~1.2%的Mn,4.0~8.0%的Cr,0.3~1.0%的Ni,0.5~1.5%的Mo,0.5~2.0%的V,0.5~2.0%的W,≤0.03%的P,≤0.03%的S,余量为Fe及不可避免的杂质,控制支承辊内层钢水含量包括以下质量百分比的组分:2.5~3.5%的C,1.4~2.4%的Si,0.2~0.9%的Mn,0.6~1.0%的Cu,≤0.06%的Mg,≤0.03%的P,≤0.03%的S,≤0.5%的Cr,≤0.3%的Ni,1.0~2.0%钇基重稀土,余量为Fe及不可避免的杂质;
(2)控制支承辊外层浇注温度1510~1520℃,支承辊内层浇注温度1350~1360℃,外层结晶界面温度为1210℃,外层浇注离心机转速为445r/min,各层进行淬火和回火得到毛坯支承辊;
其中,对支承辊外层进行1000℃的淬火,然后再进行500℃的回火,形成组织为回火马氏体+回火贝氏体+残余奥氏体+弥散分布的碳化物颗粒,硬度为64.8HRC;拉伸断口呈准解理形貌并存在典型的片状组织,抗拉强度549MPa;冲击断口呈现典型的沿晶开裂特征,断口解理面细化,碳化物颗粒细小均匀分布;
其中,对支承辊内层进行1000℃淬火,然后再进行500℃的回火,形成组织为回火索氏体+少量铁素体,原球状石墨组织不变,硬度32.3HRC;拉伸断口呈解理形貌并存在典型的层状组织,抗拉强度514MPa;冲击断口淬火组织充分分解,晶间裂纹消失,索氏体形成的解理台阶有所宽化,内层具有良好的韧性;
其中,对支承辊结合层进行1000℃淬火,然后再进行500℃的回火,形成组织转变为回火索氏体+回火贝氏体+二次碳化物,随着淬火温度的升高,结合层区域逐渐变宽,由表及里结合层组织性能变化缓慢,结合层硬度呈现逐渐降低的趋势;随着回火温度的升高,结合层索氏体组织分解趋势增大,并析出二次碳化物强化基体,结合层硬度落差变小;经1000℃淬火+500℃回火后,结合层冲击性能过渡缓慢,具有最好的组织性能过渡。
加工所得的毛坯支承辊再次进行整体的淬火及回火步骤,具体操作为:将毛坯支承辊随炉加热至800℃,保温15min;继续升温至1000℃,保温60min;出炉风冷或空冷,毛坯支承辊温度维持在350~400℃,当关风后毛坯支承辊返温温度不高于420℃时,进炉500℃回火,保温60min,随炉炉冷。
有益效果:本发明与传统技术相比,具有以下优点:
(1)本发明提供的复合支承辊辊身具有较好的耐磨性、强韧性的同时具有优良的综合抗事故性能,配以具有良好强度的辊颈,能很好地满足高速钢轧机对支承辊的使用要求;
(2)本发明提供的复合铸造支承辊在保证支承辊的综合性能的同时,能够大幅降低生产成本,也能满足目前各大钢厂迫切要求降低生产成本的愿望。
具体实施方式
实施例1:
分别对支承辊外层、支承辊内层进行钢水熔炼,控制支承辊外层钢水含量包括以下质量百分比的组分:0.6%的C,0.3%的Si,0.6%的Mn,4.0%的Cr,0.3%的Ni,0.5%的Mo,0.5%的V,0.5%的W,≤0.03%的P,≤0.03%的S,余量为Fe及不可避免的杂质,控制支承辊内层钢水含量包括以下质量百分比的组分:2.5%的C,1.4%的Si,0.2%的Mn,0.6%的Cu,≤0.06%的Mg,≤0.03%的P,≤0.03%的S,≤0.5%的Cr,≤0.3%的Ni,1.0%钇基重稀土,余量为Fe及不可避免的杂质;控制支承辊外层浇注温度1510~1520℃,支承辊内层浇注温度1350~1360℃,外层结晶界面温度为1210℃,外层浇注离心机转速为445r/min,对支承辊外层进行1000℃的淬火,然后再进行500℃的回火,形成组织为回火马氏体+回火贝氏体+残余奥氏体+弥散分布的碳化物颗粒,对支承辊内层进行1000℃淬火,然后再进行500℃的回火,形成组织为回火索氏体+少量铁素体,原球状石墨组织不变,对支承辊结合层进行1000℃淬火,然后再进行500℃的回火,形成组织转变为回火索氏体+回火贝氏体+二次碳化物,最后得到毛坯支承辊;将毛坯支承辊随炉加热至800℃,保温15min;继续升温至1000℃,保温60min;出炉风冷或空冷,毛坯支承辊温度维持在350~400℃,当关风后毛坯支承辊返温温度不高于420℃时,进炉500℃回火,保温60min,随炉炉冷。
实施例2:
分别对支承辊外层、支承辊内层进行钢水熔炼,控制支承辊外层钢水含量包括以下质量百分比的组分: 1.0%的C,0.8%的Si,1.2%的Mn,8.0%的Cr,1.0%的Ni,1.5%的Mo,2.0%的V,2.0%的W,≤0.03%的P,≤0.03%的S,余量为Fe及不可避免的杂质,控制支承辊内层钢水含量包括以下质量百分比的组分:3.5%的C,2.4%的Si,0.9%的Mn,1.0%的Cu,≤0.06%的Mg,≤0.03%的P,≤0.03%的S,≤0.5%的Cr,≤0.3%的Ni,2.0%钇基重稀土,余量为Fe及不可避免的杂质;控制支承辊外层浇注温度1510~1520℃,支承辊内层浇注温度1350~1360℃,外层结晶界面温度为1210℃,外层浇注离心机转速为445r/min,对支承辊外层进行1000℃的淬火,然后再进行500℃的回火,形成组织为回火马氏体+回火贝氏体+残余奥氏体+弥散分布的碳化物颗粒,对支承辊内层进行1000℃淬火,然后再进行500℃的回火,形成组织为回火索氏体+少量铁素体,原球状石墨组织不变,对支承辊结合层进行1000℃淬火,然后再进行500℃的回火,形成组织转变为回火索氏体+回火贝氏体+二次碳化物,最后得到毛坯支承辊;将毛坯支承辊随炉加热至800℃,保温15min;继续升温至1000℃,保温60min;出炉风冷或空冷,毛坯支承辊温度维持在350~400℃,当关风后毛坯支承辊返温温度不高于420℃时,进炉500℃回火,保温60min,随炉炉冷。
实施例3:
分别对支承辊外层、支承辊内层进行钢水熔炼,控制支承辊外层钢水含量包括以下质量百分比的组分:0.8%的C,0.6%的Si,0.9%的Mn,6.0%的Cr,0.6%的Ni,1.0%的Mo,1.2%的V,1.3%的W,≤0.03%的P,≤0.03%的S,余量为Fe及不可避免的杂质,控制支承辊内层钢水含量包括以下质量百分比的组分:3.0%的C,1.9%的Si,0.5%的Mn,0.8%的Cu,≤0.06%的Mg,≤0.03%的P,≤0.03%的S,≤0.5%的Cr,≤0.3%的Ni,1.5%钇基重稀土,余量为Fe及不可避免的杂质;控制支承辊外层浇注温度1510~1520℃,支承辊内层浇注温度1350~1360℃,外层结晶界面温度为1210℃,外层浇注离心机转速为445r/min,对支承辊外层进行1000℃的淬火,然后再进行500℃的回火,形成组织为回火马氏体+回火贝氏体+残余奥氏体+弥散分布的碳化物颗粒,对支承辊内层进行1000℃淬火,然后再进行500℃的回火,形成组织为回火索氏体+少量铁素体,原球状石墨组织不变,对支承辊结合层进行1000℃淬火,然后再进行500℃的回火,形成组织转变为回火索氏体+回火贝氏体+二次碳化物,最后得到毛坯支承辊;将毛坯支承辊随炉加热至800℃,保温15min;继续升温至1000℃,保温60min;出炉风冷或空冷,毛坯支承辊温度维持在350~400℃,当关风后毛坯支承辊返温温度不高于420℃时,进炉500℃回火,保温60min,随炉炉冷。
实施例4:
分别对支承辊外层、支承辊内层进行钢水熔炼,控制支承辊外层钢水含量包括以下质量百分比的组分:0.7%的C,0.5%的Si,0.7%的Mn,5.0%的Cr,0.4%的Ni,0.7%的Mo,0.8%的V,1.2%的W,≤0.03%的P,≤0.03%的S,余量为Fe及不可避免的杂质,控制支承辊内层钢水含量包括以下质量百分比的组分:2.7%的C,1.6%的Si,0.6%的Mn,0.7%的Cu,≤0.06%的Mg,≤0.03%的P,≤0.03%的S,≤0.5%的Cr,≤0.3%的Ni,1.2%钇基重稀土,余量为Fe及不可避免的杂质;控制支承辊外层浇注温度1510~1520℃,支承辊内层浇注温度1350~1360℃,外层结晶界面温度为1210℃,外层浇注离心机转速为445r/min,对支承辊外层进行1000℃的淬火,然后再进行500℃的回火,形成组织为回火马氏体+回火贝氏体+残余奥氏体+弥散分布的碳化物颗粒,对支承辊内层进行1000℃淬火,然后再进行500℃的回火,形成组织为回火索氏体+少量铁素体,原球状石墨组织不变,对支承辊结合层进行1000℃淬火,然后再进行500℃的回火,形成组织转变为回火索氏体+回火贝氏体+二次碳化物,最后得到毛坯支承辊;将毛坯支承辊随炉加热至800℃,保温15min;继续升温至1000℃,保温60min;出炉风冷或空冷,毛坯支承辊温度维持在350~400℃,当关风后毛坯支承辊返温温度不高于420℃时,进炉500℃回火,保温60min,随炉炉冷。
实施例5:
分别对支承辊外层、支承辊内层进行钢水熔炼,控制支承辊外层钢水含量包括以下质量百分比的组分:0.9%的C,0.7%的Si,1.1%的Mn,7.0%的Cr,0.8%的Ni,1.2%的Mo,1.6%的V,1.8%的W,≤0.03%的P,≤0.03%的S,余量为Fe及不可避免的杂质,控制支承辊内层钢水含量包括以下质量百分比的组分:3.3%的C,2.1%的Si,0.8%的Mn,0.9%的Cu,≤0.06%的Mg,≤0.03%的P,≤0.03%的S,≤0.5%的Cr,≤0.3%的Ni,1.8%钇基重稀土,余量为Fe及不可避免的杂质;控制支承辊外层浇注温度1510~1520℃,支承辊内层浇注温度1350~1360℃,外层结晶界面温度为1210℃,外层浇注离心机转速为445r/min,对支承辊外层进行1000℃的淬火,然后再进行500℃的回火,形成组织为回火马氏体+回火贝氏体+残余奥氏体+弥散分布的碳化物颗粒,对支承辊内层进行1000℃淬火,然后再进行500℃的回火,形成组织为回火索氏体+少量铁素体,原球状石墨组织不变,对支承辊结合层进行1000℃淬火,然后再进行500℃的回火,形成组织转变为回火索氏体+回火贝氏体+二次碳化物,最后得到毛坯支承辊;将毛坯支承辊随炉加热至800℃,保温15min;继续升温至1000℃,保温60min;出炉风冷或空冷,毛坯支承辊温度维持在350~400℃,当关风后毛坯支承辊返温温度不高于420℃时,进炉500℃回火,保温60min,随炉炉冷。
Claims (3)
1.一种复合高速钢支承辊,其特征在于,包括支承辊外层及支承辊内层,所述支承辊外层包括以下质量百分比的组分:0.6~1.0%的C,0.3~0.8%的Si,0.6~1.2%的Mn,4.0~8.0%的Cr,0.3~1.0%的Ni,0.5~1.5%的Mo,0.5~2.0%的V,0.5~2.0%的W,≤0.03%的P,≤0.03%的S,余量为Fe及不可避免的杂质;所述支承辊外层包括以下质量百分比的组分:2.5~3.5%的C,1.4~2.4%的Si,0.2~0.9%的Mn,0.6~1.0%的Cu,≤0.06%的Mg,≤0.03%的P,≤0.03%的S,≤0.5%的Cr,≤0.3%的Ni,1.0~2.0%钇基重稀土,余量为Fe及不可避免的杂质;制备复合高速钢支承辊的方法包括以下步骤:
(1)分别对支承辊外层、支承辊内层进行钢水熔炼,控制支承辊外层钢水含量包括以下质量百分比的组分:0.6~1.0%的C、0.3~0.8%的Si、0.6~1.2%的Mn、4.0~8.0%的Cr、0.3~1.0%的Ni、0.5~1.5%的Mo、0.5~2.0%的V、0.5~2.0%的W、≤0.03%的P、≤0.03%的S、余量为Fe及不可避免的杂质,控制支承辊内层钢水含量包括以下质量百分比的组分:2.5~3.5%的C,1.4~2.4%的Si,0.2~0.9%的Mn,0.6~1.0%的Cu,≤0.06%的Mg,≤0.03%的P,≤0.03%的S,≤0.5%的Cr,≤0.3%的Ni,1.0~2.0%钇基重稀土,余量为Fe及不可避免的杂质;
(2)控制支承辊外层浇注温度1510~1520℃,支承辊内层浇注温度1350~1360℃,外层结晶界面温度为1210℃,外层浇注离心机转速为445r/min;
(3)对支承辊外层进行1000℃的淬火,然后再进行500℃的回火,形成组织为回火马氏体+回火贝氏体+残余奥氏体+弥散分布的碳化物颗粒;
(4)对支承辊内层进行1000℃淬火,然后再进行500℃的回火,形成组织为回火索氏体+少量铁素体,原球状石墨组织不变;
(5)对支承辊结合层进行1000℃淬火,然后再进行500℃的回火,形成组织转变为回火索氏体+回火贝氏体+二次碳化物,最后得到毛坯支承辊。
2.制备权利要求1所述复合高速钢支承辊的方法,其特征在于,包括以下步骤:
(1)分别对支承辊外层、支承辊内层进行钢水熔炼,控制支承辊外层钢水含量包括以下质量百分比的组分:0.6~1.0%的C、0.3~0.8%的Si、0.6~1.2%的Mn、4.0~8.0%的Cr、0.3~1.0%的Ni、0.5~1.5%的Mo、0.5~2.0%的V、0.5~2.0%的W、≤0.03%的P、≤0.03%的S、余量为Fe及不可避免的杂质,控制支承辊内层钢水含量包括以下质量百分比的组分:2.5~3.5%的C,1.4~2.4%的Si,0.2~0.9%的Mn,0.6~1.0%的Cu,≤0.06%的Mg,≤0.03%的P,≤0.03%的S,≤0.5%的Cr,≤0.3%的Ni,1.0~2.0%钇基重稀土,余量为Fe及不可避免的杂质;
(2)控制支承辊外层浇注温度1510~1520℃,支承辊内层浇注温度1350~1360℃,外层结晶界面温度为1210℃,外层浇注离心机转速为445r/min;
(3)对支承辊外层进行1000℃的淬火,然后再进行500℃的回火,形成组织为回火马氏体+回火贝氏体+残余奥氏体+弥散分布的碳化物颗粒;
(4)对支承辊内层进行1000℃淬火,然后再进行500℃的回火,形成组织为回火索氏体+少量铁素体,原球状石墨组织不变;
(5)对支承辊结合层进行1000℃淬火,然后再进行500℃的回火,形成组织转变为回火索氏体+回火贝氏体+二次碳化物,最后得到毛坯支承辊。
3.根据权利要求2所述的制备复合高速钢支承辊的方法,其特征在于,所述步骤(5)中毛坯支承辊淬火及回火的具体操作为,将毛坯支承辊随炉加热至800℃,保温15min;继续升温至1000℃,保温60min;出炉风冷或空冷,毛坯支承辊温度维持在350~400℃,当关风后毛坯支承辊返温温度不高于420℃时,进炉500℃回火,保温60min,随炉炉冷。
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GR01 | Patent grant | ||
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