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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。
! \& P' D2 P, n9 J# d 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。, C; r! u' s! l& M3 D5 l
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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; T0 W( r9 @- o+ K' w- [ 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。9 o! F5 E0 s9 W8 A x9 M' U% ]$ m
& `" x0 x! ^) l$ i! ?- ]7 H: r( M+ t 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。% D' C, t. e2 _- o$ [
“MC5锻钢冷轧辊”在2001年被评为国家重点新产品" u0 Q7 A, J8 p2 Y. m q
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。' l+ U8 a, s5 w. {! z3 Y
, G+ C- B8 W* L
2 锻钢冷轧辊的组织与性能 : T- L; i1 z, \' d3 f$ z
2.1 化学成分6 h3 t% c$ d7 P: c% 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。! Q8 Z( T% t( q% H8 {
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。
) B' H1 B6 \% y" n 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。
& ] w5 V- S: `- N' T 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。
7 S7 I5 @$ P/ h& V ^6 I 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。
. g; r2 z; V- e c2.2 力学性能
9 y: X7 U6 o2 \! A, N 86CrMoV7钢的接触疲劳寿命为3.63X107,MC3疲劳4.1X107。
6 X3 [. i# _' f+ Y(调质态)详见附表。
* {) D* \+ D2 i- ~2.3 微观组织结构" t) \7 c8 `6 A! p# x2 A: Q
详见附表。
# ^& B7 h! P* Q9 X; e. l) _2.4 有效淬硬层深度
. W+ Y+ O2 {. q( C5 l# A 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 M0 b1 x3 G( }( i2.5 综合性能, Z2 @7 P1 T f3 Y5 \ _5 `
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。
' [7 b* ? T0 |. ]! b" W2.6 使用效果+ z" G. J) f3 j1 j) F$ |
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。
$ Y; I _' [9 @4 w 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。 ! u/ e5 c( J H1 k# s& C2 B/ S
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。8 E' G% l/ {6 r* @; |" g* \: _# R# G5 V
( l. ~1 ?, q2 G9 n- U4 J5 b附表::::::
; d" l$ A6 }% N' v/ S( v
) |$ p. @# T p7 W
# [, }4 y$ Z. z5 J材料 σ0.2
: G& ]" P" `0 a- p) N/ q(MPa) σb ' {/ o; }/ M" |1 [7 y, ]
(MPa) δ5 (%) ψ (%) Akv(J/cm2)
* I7 Z9 t/ T" k9 X+ E; f* A) fMC5 735/760 885/890 22/23 50/52 62/71
5 X! f' r: W, c l9 m: q$ IMC3 745 883 23 45 25
% F' C3 J- u( X% E1 H1 CMC2 542 778 23 44 35 ' d b/ G( l3 A& |! M
: f1 N9 \$ j% W7 X( w) n8 u2 o
! k# o. P" D) i$ f" O; j: q5 R1 I5 o
材料 碳化物颗粒寸 ' e$ h7 { J2 X$ X
(μm) 碳化物类型 淬硬层深度
1 C$ }7 ?9 F% a9 Q(mm) 硬度均匀性
: c# |& o0 ?. Z$ V# [: E3 v+ H(HSD) 毫米轧制量
: z& r! z, n! U! y7 G0 [(t/mm )
1 S9 v. {$ u1 L5 o3 @MC5 0.1~0.5 以(Fe,Cr)7C3为主 38 ±1 5163
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