高铬铸铁张减机辊的开发和应用
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表 ｌ 为设 计 的化 学成 份 。
表 １ 化学成份 《 质 量 分数 ）
Ｃ Ｓ ｉ Ｍｎ Ｓ
（ ２ ） 较 高 的工作层 硬度 ， 且工 作层 硬度均 匀。 克服 了球 墨铸铁 辊 工 作 层 硬 度 的不 足 ， 大 幅减 少 了 轧 辊偏 磨 导致 的钢 管尺 寸 、 外 表缺 陷 的现象 ， 可有 效 降低 高温 轧制 过程 中钢 管 与 辊 面 的粘 结 现 象 ， 提 升 产 品表 面质量 。 （ ３ ） 降低辊 耗 和提 高效 率 。 轧辊 耐 磨 性 的提 高 使张 减机 上线 服役 周期 延 长 ， 减少 轧辊 改 车 。同时 ， 在线 更换 机架 次数 频度 下 降 ， 提 高轧线 有效 作业 率 。 综 上 所述 ， 采 用 高铬 复 合 张 减 辊 可得 到稳 定 的
关键词 ：高铬铸铁张减辊 ； 耐磨性 ； 轧制寿命
中图分类号 ：Ｔ Ｇ ３ ３ ３ ． １ ７ 文献标 志码 ：Ｂ
１ 引言
宝钢 ｔ ｈ ｌ ４ ０ ｍ ｍ Ｓ Ｒ Ｗ 无 缝 钢 管 张 力 减 径 机 机 组
轧制 力和 扭矩 ； 轧 辊孔 型加 工 精 度 和调 装 精 度 不 能
好、 具有足够工作强度 、 满足轧制尺寸精度高 、 外表 质量优的钢管， 应符合下列主要性能指标 ： 高铬张减
辊应 具有 较 高 的耐磨 性 及 热 疲 劳 性 能 ， 并 满 足 轧辊
孔型 的可 加工 性； 轧 辊 工 作 层 硬 度 应 不 少 于
具有相当的韧性。钼可溶于碳化物和基体 中， 能极
（ １ ） 较好 的耐 磨 性 。使用 寿命 大 大优 于应 用 广 泛 的球 墨铸 铁轧 辊 。其耐 磨性 的提 高可 获得 稳定 的 孔 型轮 廓尺 寸精 度 保 持性 ， 提 高 钢管 成 品几 何 尺 寸 精 度 和外表 质量 ， 更 适 合 高 合 金无 缝 钢 管 的轧 制 需
要。
２． ６—２． ８
Ｍｏ １ ． ８—２ ． Ｏ
（ ％）
Ｐ
１． １一１ ． ２
Ｃｒ １ ７—１ ８
０． ８—０． ９ ０． ０ ２ —０． ０ ３
Ｎｉ
＿
≤ ０． ０ ４
Ｔｉ
１ ． ７ —１ ． ８ ０ ． Ｏ ３ 一Ｏ． ０ ５
各 种成 分 中 ， 碳 是 影 响 高 铬 铸铁 韧 性 最 大 的 元 素 。由于碳 与铁 、 铬、 钼 等元 素形成 碳 化物 为高硬 度 相， 如 呈 网状分 布会 加剧 脆性 ， 因此 高 铬铸铁 的韧性 主要取 决 于组 织 中的碳 化物 数量 、 形状 、 分布 、 大小 。 增加碳 量 ， 可增 加碳 化物 数量 ， 但会 降低 和影 响韧 性
大地 增加 淬透 性 和 回火 抗 力 ， 对 于 厚 壁 材 料可 以抑
制珠 光 体 的形 成 ， 并 能 增 加 形 成 相 当数 量 的 Ｍ ７ Ｃ ３
相， 形 成 高 硬 度 的 Ｍｏ ２ Ｃ。镍 元 素 能 够 帮 助 提 高 轧
５ ０ ＨＲ Ｃ， 并 应具 有 足 够 的 复合 层 强 度 承 受 足 够 大 的
低于 现有 的技 术条 件 和 技 术 要求 ， 其 复 合技 术 应 能
的轧辊材料为球墨铸铁 。随着无缝钢管 日益高合金 化， 对轧 辊材 料 也提 出 了更 加 严 苛 的要 求 。 由高铬 铸铁材质作为工作层 、 采用 离心复合铸造方法制造 的张力 减径 辊成 为新 技术 、 新工 艺 、 新材料 发 展 的趋 势， 已成 功应 用 于各类 轧 机 ， 具 有 以下优 点 ：
及 淬透 性 ， 增大 热裂 倾 向 。而 当铬 的含 量超 过 １ ０ ％
钢管产品精度和表面质量 ， 减少轧制吨钢成本 ， 具有 实 际应用 前景 。
２ 主 要 技 术 指 标
高铬 铸铁 张 减 辊 开 发 目标 是 为 制 造 出耐 磨 性
时， 形 成 呈 断续 分 布 的杆 状或 块 状 、 颗粒 状 的 Ｍ ７ Ｃ ３ 型碳 化物 ， 因此 高 铬铸 铁 在 具 有 高 耐磨 性 的 同 时也
满足辊 、 轴套装工艺 ， 轧辊加工精度符合钢管轧制要 求。在轧辊全寿命服役期 内， 轧制后的钢管成 品外 形尺寸精度和表面质量应高于球墨铸铁轧辊水平 。
３ 开 发 方 案
３ ． １ 化 学成 份
高铬辊的化学成份设计理念主要表现在其化学 成份 的高碳 、 高铬 、 高镍 、 高钼等特征上 。高铬铸铁 张减 辊通 过适 当的合 金 化 及 热 处 理 ， 在 马 氏体 基 体 上 分布 着较 均 匀 的 碳 化 物 ， 可 以得 到 较 高 耐 磨 性 。
７ ２
工 具 技 术
烈 降低 ＭＳ点 ， 因 此不 宜 过 高 。硅 是 非 碳 化 物 形 成
浇注速 度快 、 排气 畅通 。
元素， 降低淬透性 ， 过多的硅将促使韧性下降 ， 并在
磨 损过 程 中导 致 轧 辊 出现 剥 落 失 效 。硅 可 以提 高 ＭＳ点 ， 减少 残余 奥 氏 体 ， 并起 到 脱 氧 的作 用 。其它 合 金如磷 Ｐ 、 硫 Ｓ等均 属于 有害元 素 ， 应 控制 在 较低 水平 ， 且 越低 越好 。
辊的淬透性 ， 强化基体 的强度 ， 便于调整轧辊硬度 ， 但会 残 留过 多 的奥 氏体 。 因此 ， 必 须 结 合 后 续 热处
理 工艺 调整镍 的含 量 。锰 、 钼联 用 能 改 变 钼 在碳 化 物 和基体 中的分 配 比 ， 显 著 提 高 淬 透性 。但锰 会 剧
收 稿 日期 ：２ ０ １ ５年 ４月
２ ０ １ ５年第 ４ ９卷 Ｎ ｏ ． ８
７１
高铬 铸 铁 张减 机 辊 的开 发 和 应 用
杨 军 ， 杨 志 涛
宝山钢铁股份有限公司； 辽河油田欢喜岭采油厂机械修造厂
摘 要 ：经试 验证 明 ， 高铬铸铁材质 的张减辊 具有较好的耐磨性 、 均匀 的工作层 硬度 和足够的工作强度 等特点 ， 满 足了尺寸精度好 、 外表质量优 的钢管轧制要求。
表 １ 化学成份 《 质 量 分数 ）
Ｃ Ｓ ｉ Ｍｎ Ｓ
（ ２ ） 较 高 的工作层 硬度 ， 且工 作层 硬度均 匀。 克服 了球 墨铸铁 辊 工 作 层 硬 度 的不 足 ， 大 幅减 少 了 轧 辊偏 磨 导致 的钢 管尺 寸 、 外 表缺 陷 的现象 ， 可有 效 降低 高温 轧制 过程 中钢 管 与 辊 面 的粘 结 现 象 ， 提 升 产 品表 面质量 。 （ ３ ） 降低辊 耗 和提 高效 率 。 轧辊 耐 磨 性 的提 高 使张 减机 上线 服役 周期 延 长 ， 减少 轧辊 改 车 。同时 ， 在线 更换 机架 次数 频度 下 降 ， 提 高轧线 有效 作业 率 。 综 上 所述 ， 采 用 高铬 复 合 张 减 辊 可得 到稳 定 的
关键词 ：高铬铸铁张减辊 ； 耐磨性 ； 轧制寿命
中图分类号 ：Ｔ Ｇ ３ ３ ３ ． １ ７ 文献标 志码 ：Ｂ
１ 引言
宝钢 ｔ ｈ ｌ ４ ０ ｍ ｍ Ｓ Ｒ Ｗ 无 缝 钢 管 张 力 减 径 机 机 组
轧制 力和 扭矩 ； 轧 辊孔 型加 工 精 度 和调 装 精 度 不 能
好、 具有足够工作强度 、 满足轧制尺寸精度高 、 外表 质量优的钢管， 应符合下列主要性能指标 ： 高铬张减
辊应 具有 较 高 的耐磨 性 及 热 疲 劳 性 能 ， 并 满 足 轧辊
孔型 的可 加工 性； 轧 辊 工 作 层 硬 度 应 不 少 于
具有相当的韧性。钼可溶于碳化物和基体 中， 能极
（ １ ） 较好 的耐 磨 性 。使用 寿命 大 大优 于应 用 广 泛 的球 墨铸 铁轧 辊 。其耐 磨性 的提 高可 获得 稳定 的 孔 型轮 廓尺 寸精 度 保 持性 ， 提 高 钢管 成 品几 何 尺 寸 精 度 和外表 质量 ， 更 适 合 高 合 金无 缝 钢 管 的轧 制 需
要。
２． ６—２． ８
Ｍｏ １ ． ８—２ ． Ｏ
（ ％）
Ｐ
１． １一１ ． ２
Ｃｒ １ ７—１ ８
０． ８—０． ９ ０． ０ ２ —０． ０ ３
Ｎｉ
＿
≤ ０． ０ ４
Ｔｉ
１ ． ７ —１ ． ８ ０ ． Ｏ ３ 一Ｏ． ０ ５
各 种成 分 中 ， 碳 是 影 响 高 铬 铸铁 韧 性 最 大 的 元 素 。由于碳 与铁 、 铬、 钼 等元 素形成 碳 化物 为高硬 度 相， 如 呈 网状分 布会 加剧 脆性 ， 因此 高 铬铸铁 的韧性 主要取 决 于组 织 中的碳 化物 数量 、 形状 、 分布 、 大小 。 增加碳 量 ， 可增 加碳 化物 数量 ， 但会 降低 和影 响韧 性
大地 增加 淬透 性 和 回火 抗 力 ， 对 于 厚 壁 材 料可 以抑
制珠 光 体 的形 成 ， 并 能 增 加 形 成 相 当数 量 的 Ｍ ７ Ｃ ３
相， 形 成 高 硬 度 的 Ｍｏ ２ Ｃ。镍 元 素 能 够 帮 助 提 高 轧
５ ０ ＨＲ Ｃ， 并 应具 有 足 够 的 复合 层 强 度 承 受 足 够 大 的
低于 现有 的技 术条 件 和 技 术 要求 ， 其 复 合技 术 应 能
的轧辊材料为球墨铸铁 。随着无缝钢管 日益高合金 化， 对轧 辊材 料 也提 出 了更 加 严 苛 的要 求 。 由高铬 铸铁材质作为工作层 、 采用 离心复合铸造方法制造 的张力 减径 辊成 为新 技术 、 新工 艺 、 新材料 发 展 的趋 势， 已成 功应 用 于各类 轧 机 ， 具 有 以下优 点 ：
及 淬透 性 ， 增大 热裂 倾 向 。而 当铬 的含 量超 过 １ ０ ％
钢管产品精度和表面质量 ， 减少轧制吨钢成本 ， 具有 实 际应用 前景 。
２ 主 要 技 术 指 标
高铬 铸铁 张 减 辊 开 发 目标 是 为 制 造 出耐 磨 性
时， 形 成 呈 断续 分 布 的杆 状或 块 状 、 颗粒 状 的 Ｍ ７ Ｃ ３ 型碳 化物 ， 因此 高 铬铸 铁 在 具 有 高 耐磨 性 的 同 时也
满足辊 、 轴套装工艺 ， 轧辊加工精度符合钢管轧制要 求。在轧辊全寿命服役期 内， 轧制后的钢管成 品外 形尺寸精度和表面质量应高于球墨铸铁轧辊水平 。
３ 开 发 方 案
３ ． １ 化 学成 份
高铬辊的化学成份设计理念主要表现在其化学 成份 的高碳 、 高铬 、 高镍 、 高钼等特征上 。高铬铸铁 张减 辊通 过适 当的合 金 化 及 热 处 理 ， 在 马 氏体 基 体 上 分布 着较 均 匀 的 碳 化 物 ， 可 以得 到 较 高 耐 磨 性 。
７ ２
工 具 技 术
烈 降低 ＭＳ点 ， 因 此不 宜 过 高 。硅 是 非 碳 化 物 形 成
浇注速 度快 、 排气 畅通 。
元素， 降低淬透性 ， 过多的硅将促使韧性下降 ， 并在
磨 损过 程 中导 致 轧 辊 出现 剥 落 失 效 。硅 可 以提 高 ＭＳ点 ， 减少 残余 奥 氏 体 ， 并起 到 脱 氧 的作 用 。其它 合 金如磷 Ｐ 、 硫 Ｓ等均 属于 有害元 素 ， 应 控制 在 较低 水平 ， 且 越低 越好 。
辊的淬透性 ， 强化基体 的强度 ， 便于调整轧辊硬度 ， 但会 残 留过 多 的奥 氏体 。 因此 ， 必 须 结 合 后 续 热处
理 工艺 调整镍 的含 量 。锰 、 钼联 用 能 改 变 钼 在碳 化 物 和基体 中的分 配 比 ， 显 著 提 高 淬 透性 。但锰 会 剧
收 稿 日期 ：２ ０ １ ５年 ４月
２ ０ １ ５年第 ４ ９卷 Ｎ ｏ ． ８
７１
高铬 铸 铁 张减 机 辊 的开 发 和 应 用
杨 军 ， 杨 志 涛
宝山钢铁股份有限公司； 辽河油田欢喜岭采油厂机械修造厂
摘 要 ：经试 验证 明 ， 高铬铸铁材质 的张减辊 具有较好的耐磨性 、 均匀 的工作层 硬度 和足够的工作强度 等特点 ， 满 足了尺寸精度好 、 外表质量优 的钢管轧制要求。
