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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% e$ F8 q* E& K% r 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。
, m" b5 y& d/ z2 L7 D* L; A 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。
. A, K; o- _) F8 z5 A: h , P6 g# [0 k" B$ C. ?, {$ u7 m
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。# i/ q# K8 _+ b# @7 x; X' A/ K
“MC5锻钢冷轧辊”在2001年被评为国家重点新产品, c9 K1 P, ] A* X& ?3 Q8 ^
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。- G( [! c9 y9 t; J. O) o
' ?; W- z6 V# b5 Q, A0 Y2 f2 锻钢冷轧辊的组织与性能 ; Y, Y, X1 T" T9 P
2.1 化学成分# ?1 l1 L* m" ]) P/ `9 U2 x
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。
% F! a$ ^" C3 ]2 a/ R# yCr、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。
9 e7 R* [; `0 ?9 |, h' m" K, B 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。- O; Z* }$ _) O+ E* `5 \* F
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。6 ]9 s! Z( x: J7 U; o+ p# ?
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。
8 R' b" |( M+ h2.2 力学性能
" i. c" C+ v% I9 | 86CrMoV7钢的接触疲劳寿命为3.63X107,MC3疲劳4.1X107。
( ?+ }+ I7 D: c1 i(调质态)详见附表。 $ {7 v+ X6 H/ e+ ^. M0 t
2.3 微观组织结构1 k9 [* l& r$ w
详见附表。/ j9 M0 z/ x& Q
2.4 有效淬硬层深度
, Y U4 H6 y" u0 F- h 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。
$ N0 i5 e( P: x( T2 Q5 b2.5 综合性能
6 B6 [( _1 ^) @( y) H 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。& v8 ~ q* U( A
2.6 使用效果6 |5 W+ t7 s5 W
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。
' I2 B' ^9 Z/ j5 h& g$ S9 b) [; T 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。 6 Z0 _3 S8 @" g2 P4 ~
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。
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$ G, W& @" q6 h/ Q$ K6 F% p( h附表::::::$ Y; X g( `7 k K3 I5 m( D
9 o9 Z. x ]; S3 [+ a9 w: C( B
- T5 l2 W4 t+ o9 K材料 σ0.2 ( z; }" Y; B2 }: Q6 W1 U8 k
(MPa) σb 9 o# y( s' m3 ~, q
(MPa) δ5 (%) ψ (%) Akv(J/cm2) 1 Z& C3 J% f) X, E- z: V
MC5 735/760 885/890 22/23 50/52 62/71
0 `( p* L3 P# h# B8 TMC3 745 883 23 45 25 ( I# r% D' q% W
MC2 542 778 23 44 35 ( K6 m% M9 v% B, p: {9 Z. j4 Q
$ a7 Q" _1 c% ]0 @
6 C/ O. g( S/ p
* e7 Q) m5 p; f* y) M
材料 碳化物颗粒寸
, H# q' y D- n(μm) 碳化物类型 淬硬层深度2 ?! X% g/ q, F7 t$ y# \" N
(mm) 硬度均匀性# v0 c; o# v* W- O
(HSD) 毫米轧制量
' Z, n2 ~! H/ a' ?(t/mm )
7 y% W( u# l) a( NMC5 0.1~0.5 以(Fe,Cr)7C3为主 38 ±1 5163 : V" Y8 W: [* r2 x! ~; W6 i
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