共昌高铬铸铁的特点

《共昌高铬铸铁的特点》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、共昌高铬铸铁的特点周勤忠(江苏共昌轧辊有限公司江苏宜兴214253)摘要本文根据共昌公司一年多的高铬铸铁轧辊制造和使用情况，介绍了共昌高铬铸铁的制造和工艺控制优势，并结合实际情况对离心机设备进行了简单的陈述。关键词高铬铸铁、碳化物、离心机、结合层、淬火1前言高铬铸铁轧辊的采用，是近三十多年来继采用复合铸造的高合金无限冷硬铸铁轧辊和半钢轧辊之后，轧辊制造技术的又一重大革新。从上世纪60年代末，美欧推出用高铬铸铁轧辊代替半钢轧辊以来，已经在现代化带钢、冷、热连轧机前机架，宽中厚板轧机上得到了广泛的应用，并获得良好的效果。武钢上世纪80年代初从日本引进的1700生产线F1一F3架，用的是半

2、钢轧辊，而宝钢热连轧2050生产线是由法国制造在F1一F3架已经采用了高铬铸铁轧辊，轧制量成倍增加，而且它明显减少了使用半钢轧辊所出现的斑带缺陷。上世纪90年代，高铬铸铁轧辊热连轧前机架仍是主打的轧辊选材轧制量一般都在4000—7000吨／毫米，虽然在上世纪末高速钢和半高速钢在逐渐引入市场，在有些轧机上已经用半高速钢代替高铬铸铁轧辊，但与半高速钢相比，高铬铸铁的性价比方面仍有一定的优势，它在中国乃至亚洲市场仍占有主要的市场份额。众所周知，在钢铁材料中Cr／C影响材料组织中碳化物以M3C形态出现，这是一种复杂的四方晶体结构，是一种脆性相，它在基体中是呈连续状态下析出，由于其硬度较高，所

3、以它耐磨性能好，但是脆性较大，韧性差。随着Cr／C比的增加，组织中的碳化物含量呈M7C3型析出，其显微硬度也由800～1100HV逐渐上升到1200—1600HV，它是一个呈棒状和菊花状的枝状结构，基体中也由于铬含量的提高增加了淬透性。实践证明，轧辊组织中除了由于材料本身所付与的碳化物呈孤立状特点外，组织中碳化物的形态越弥散、细小对材料的韧性越有利，而硬度越高对轧辊的耐磨性越好，而共昌高铬铸铁主要是由于工艺和立式离心设备的特点(浇注温度底、涂料薄、转速高等)所决定的铸态组织中的M7C3碳化物和基体尺寸比卧式离心铸造的细小和弥散(如图1)。123456C(％)图1M7C3碳化物和基体尺

4、寸M7C3相图81这无疑有益于材料铸态组织热处理后成份的均匀性。2共昌立式离心复合铸造轧辊的特点1)共昌轧辊在浇铸轧辊外层时转速要求很高，一般工艺设计为线速度≥25米形，远超过当前国内离心机所能达到的转速，使得已浇人铸型处于凝固过程的轧辊外层夹杂和各种氧化物被极大的离心力转移至外层内表面，而在外表面形成非常致密、密度很高的组织，共昌公司从2004年投产浇注第一支高铬轧辊以来从未发现一次因为表面夹渣、气孔等而造成报废的例子。2)结合层的严格控制。共昌高铬铸铁轧辊离心铸造时工作层和芯部用不同的材质分三层顺序铸造而成的，为达到可靠的冶金结合，我们要求在内外层结合处有一定的互熔，但如果结合时

5、外层溶解过多，便会使得结合处产生大量的M3C型连续的脆性渗碳体，由于它与外层材质具有在超声波探伤检测中相近的传播速率，在结合层探伤检查过程中不易察觉，由于该组织缺陷的存在，轧辊在使用过程中，特别在较大的热冲击、机械冲击下及易在该区引发裂纹，出现结合层开裂，严重者导致结合层大面积剥落，并且由于铬的强白口倾向，如结合层过宽，使得外层铬向芯部渗透，当达到一定的程度时严重影响整个轧辊的强度和抗事故性(如图2)，图2M3C型连续的脆性渗碳体在使用过程中出现断辊的可能性大大增加。如结合层过窄，由于工作层内表面有大量的夹渣和保护渣等，使它们不能被熔化而排出，造成结合不良而直接报废。为到达最佳的结合

6、，共昌轧辊引进了计算机控制技术，从冶炼到浇注系统完全用计算机来控制和检测，并且在浇注前用计算机来模拟生产，避免了因为认为因素造成的产品的不稳定，同时通过计算机控制使变得更窄的工艺参数得以有效控制。到目前共昌高铬铸铁结合层范围全部控制在0．3～3毫米之间，完全保证了结合层质量(如图3)，并已经在热处理的高温淬火巨大的热应力下受到了考验。3)热处理上世纪90年代国产高铬铸铁轧辊的铸态组织中由于其凝固的特点，基体中碳和合金的含量分布及不均匀，在原初生奥氏体成核时，碳和合金含量较低，但随着温度的降低在共晶碳化物和二次奥氏体附近无论是C或合金(Cr)的含量均较高，当轧辊温度下降到共析点以下时，

7、处生奥氏体核心部分一般转变为珠光体，，而在共晶碳化物旁边的奥氏体是不转变，一直被保留到室温以下。铸态高铬轧辊中的残奥量很大可达40％以上，这一方面硬度下降，耐磨性差，另一方面大量残奥在轧制时可以转变成贝氏体，体积膨胀生成裂纹而使轧辊早期失效。早先国产高铬铸铁轧辊是用低温热处理，即在轧辊浇铸后缓冷，使奥氏体脱熔而在随后的冷却和回火过82图3高铬铸铁结合层程中转变，但由于基体中合金的不均匀性往往得不到满意的效果，硬度也不会太高，我们检查了某些国产高铬轧辊便发现