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发表于 2006-12-9 14:49:06
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来自: 中国河北保定
我国从70年代至90年代就一直使用9Cr2Mo 、86CrMoV7材质的Cr2(含2%Cr)冷轧辊,由于该类材质的合金化程度较低,淬火层深度一般在12~15mm(半径方向),而轧辊的设计有效使用层厚度一般在30mm(半径方向)以上,因此,要充分利用轧辊的有效工作层,必须重淬1~2次,每次重淬不仅需要一定的热处理费用,而且每次热处理要损失5mm左右(直径),另外轧辊还要变形,难以满足高精度轧辊的形位公差要求。
& K; L* U+ Y/ F4 U9 X; u 因此,需要开发研制淬硬层深度能达到30mm以上的冷轧辊,从而提高轧辊利用率,改进轧辊质量,提高经济效益。 S; \' N, V7 ?. z
国外从七十年代后期就已研究、开发含3%Cr的深淬硬层轧辊。
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# z) t, J( ~3 ^% N% m+ E4 t2 S. O& ] MC3(含3%Cr)冷轧工作辊和中间辊能达到一次使用至最小尺寸,不需重淬,各项指标也比Cr2材质好。MC3型冷轧辊的最大优势是有效淬硬层深度明显大于Cr2型冷轧辊,有效淬硬层深由Cr2的10-15mm提升至25-30mm。
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在此基础之上,1997年又试制成功“MC5锻钢冷轧辊”,MC5(含5%Cr)锻钢冷轧辊有效淬硬层深度在半径方向上已达到40mm,比MC3材质提高了25%,可取消二次淬火。其耐磨性和抗事故性能均优于MC3材质,毫米轧制量有显著提高。2 d: W: o O' b+ K# z$ i+ _
“MC5锻钢冷轧辊”在2001年被评为国家重点新产品
: N) w! p6 o ]9 F; a 为了更好地满足冷轧带钢生产发展的需求,在提高MC3、MC5材质冷轧辊质量的基础上,针对不同的轧机、轧制品种、轧辊要求,开发锻造半高速钢冷轧辊、抗辊印锻钢冷轧辊、高耐磨锻钢冷轧辊、抗氢蚀锻钢冷轧辊、超深淬硬层锻钢冷轧辊等,开展轧辊材质系列化的研究工作。
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2 锻钢冷轧辊的组织与性能 1 {( X% D/ q. R" Q
2.1 化学成分
4 ^; S: E7 \: l7 w 淬火硬度主要取决于马氏体中含碳量及其组织形态。碳含量越高,硬度越高。+ d( C, T! o8 V3 ?
Cr、Mo、Mn等合金元素的加入,提高了材料的淬透性,可使淬火组织更为均匀、细化。 % h6 q0 a; A$ b9 o8 [3 i
Cr可以提高钢的淬透性和淬硬性,Cr含量达2.5-3%以上时,开始生成M3C7型碳化物(最多可溶入50%Cr),硬度达1300-1800HV。
( l z/ C- t+ s. T1 ] Mo是碳化物形成元素,主要起细化晶粒作用,还可以提高回火稳定性,抑制回火脆性。
' h+ Y( I1 |. e+ b7 A3 B Si显著提高钢的抗回火能力,适当的Si含量可提高轧辊的抗事故性能。2 X) } O, C( p! \( r
2.2 力学性能
" j9 s3 D8 o1 V 86CrMoV7钢的接触疲劳寿命为3.63X107,MC3疲劳4.1X107。
! {6 ]4 w9 Q& @/ e(调质态)详见附表。 # k7 Y; ]1 H$ ]9 J$ Y$ \/ z2 ]1 g
2.3 微观组织结构
' p3 O- v R6 h# e9 |) W详见附表。
( F+ c7 `$ c) y1 L9 u/ ~2.4 有效淬硬层深度
. ~, A. _, g. P; G1 G MC3、MC5锻钢冷轧辊表面硬度可达到95HSD以上,淬硬层的深度可以达到30mm(半径方向≥90HSD)以上。
5 d8 U/ M+ L" D2.5 综合性能
# C- e1 o$ K( J T! h8 W 在同等条件下,作为冷轧机用MC3、MC5锻钢冷轧辊在耐磨性和淬硬层深度等方面具有独特的优势。& ^# r4 e' Q" O9 u
2.6 使用效果
+ [5 J* Q E- B0 o; e- f/ u 使用实践表明:MC3轧辊比Cr2材质轧辊毫米轧制量提高1.4倍,MC5轧辊的平均毫米轧制量与同期使用的英国轧辊公司、法国FORCAST公司生产的MC5轧辊毫米轧制量水平相当,并在使用过程中体现出良好的耐磨性和抗事故性能。
, }8 ~* ~% M0 _( m7 f" c 作为整体材料的锻钢工作辊,目前看来,MC3、MC5材质是较好的,在很多场合下已经取代了Cr2材质。 # B8 n. E4 k; r* P6 Q
随着冶金工业的发展和冷轧技术的不断提高,对冷轧辊的要求将越来越高。我们将继续以市场需求为导向,瞄准国际先进水平,研制开发新型材质,研究应用新技术、新工艺,进一步提高冷轧辊的制造技术水平。# d8 g- o* t0 }: P
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附表::::::" q. f" ]# c9 V2 B; _& P
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( q0 j B% }" t7 }0 m
材料 σ0.2 8 Q4 X- }- T2 _% A9 \
(MPa) σb 8 u% T6 T: e+ a. b) k& ]
(MPa) δ5 (%) ψ (%) Akv(J/cm2) 3 u; [# O- y6 V8 S# N% v( p
MC5 735/760 885/890 22/23 50/52 62/71 ) o( s: S4 ?+ s) ^$ w& v
MC3 745 883 23 45 25 * s9 H" U v! [2 j9 |( q
MC2 542 778 23 44 35
P* G2 ~- t- n: z5 v: o. b: v ]; K8 x* P4 m0 a! c- G
" R8 S) b3 `' j/ ^/ D
+ G0 c% f0 ?: M( |0 G0 J, f8 Z材料 碳化物颗粒寸 : j3 x- v. r6 F" d* `. n' |
(μm) 碳化物类型 淬硬层深度' D& q' R1 U2 A* u; o
(mm) 硬度均匀性' V9 B- k5 B/ W2 }7 @$ `
(HSD) 毫米轧制量% d0 h1 X3 L% _" f) L7 R8 V; X0 |9 c
(t/mm )
7 n) V4 x( y. h7 i9 V/ a: K3 VMC5 0.1~0.5 以(Fe,Cr)7C3为主 38 ±1 5163 ! G$ t5 x5 d0 }& G5 C4 g
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