高铬铸钢轧辊

高铬铸钢复合轧辊碳含量为0.7%~1.4%，铬含量为8%~16%，同时含有钼镍和适量钒等合金元素，硬度范围控制在HS65~80。

高铬铸钢轧辊铬含量虽然低于高铬铸铁轧辊，但其碳含量也低，实际的Cr/C比要高于高铬铸铁轧辊，因而高铬铸钢轧辊中碳化物主要是M7C3 型，基体组织控制为马氏体 碳化物。

由于高铬铸钢具有比高铬铸铁材质更加富铬的基体组织，在特定的热处理过程中，基体上吸储弥散的二次合金碳化物，使用过程中辊面形成附着力强且致密的氧化膜，因此高铬铸钢轧辊表现出了优良的耐磨性能。

高铬铸钢复合轧辊芯部大多采用球墨铸铁，具有较高的韧性和抗冲击能力，基体组织控制为珠光体 牛眼铁素体 少量碳化物 球状石墨。

高铬铸钢轧辊基本生产方式为离心复合浇铸，控制冷却，热处理则要分别经过高温和低温不同阶段的热处理，通过控制铸造和热处理两个环节，得到很好的组织和性能。高铬铸钢轧辊得辊身外层为高铬钢，心层可用高韧性灰口铸铁或高强度球墨铸铁材料，可采用卧式、立式、和斜式三种离心方法生产。

高铬铸钢轧辊主要用于热带连轧机4辊粗轧工作辊、连铸连轧机4辊粗轧工作辊、一些带钢连轧机的轧边辊，以及型钢万能轧机的水平辊环。

高铬铸钢复合轧辊辊身工作层组织的二次硬化是指轧辊经过高温淬火后二次碳化物的析出过程，高铬铸钢轧辊加热到奥氏体化温度后，应快速冷却使铬、钼、钒等合金元素保留在奥氏体内，到600℃后，等温转变使Mo2C和M3C型渗碳体向M7C3 型转变，使Mo2C和V4C3 碳化物从马氏体中沉淀析出，以实现“弥散强化”。此过程称之为高铬铸钢轧辊的二次硬化。

与高铬铸铁轧辊相比，高铬铸钢轧辊有以下性能特点：

⑴碳化物的类型为M7C3 型，显微硬度高，耐磨性好；

⑵基体为马氏体 碳化物，碳化物网状比高铬铸铁减轻，抗热裂性增强；

⑶由于热扩散主要取决于基体组织的热传导，因而碳化物总量降低，网状形态的减轻使得导热性增强，降低了对轧辊冷却水的要求；

⑷碳化物量及大块状碳化物减少，咬入性能增强；

⑸Cr/C比增强，抗氧化性增强，氧化膜致密不易脱落，可在较高的温度下保持不至于长厚。

高铬铸造轧辊高铬铁和高铬钢铸造轧辊的采用，是最近年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一大革新。新材质高铬钢复合铸造轧辊正在取代超高碳的铸钢轧辊、针状球墨铸铁轧辊及复合浇注的无限冷硬铸铁轧辊。

高铬钢轧辊具有以下特点：

（1）较好的淬硬深度。有效使用直径可增大到100mm以上。轧辊外层径向硬度稳定在HV760-780。

（2）热硬性好。表面受热450℃时辊身硬度不下降，具有良好的抗回火性，因此高铬钢的回火温度为400℃-500℃。高温回火，为了活化奥氏体随后冷却中转变为二次马氏体。为了最有效地消除残余奥氏体可进行几次回火。回火中并有二次硬化效应的作用。含10%铬的高格钢轧辊的残奥含量为3%-4%，而锻钢轧辊则为7%-10%。

（3）高铬钢轧辊身硬度高，不容易磨伤，轧辊硬度综合反映了材料的弹性、塑性和应力状态。高铬钢粗轧作辊的交货硬度为HS73-83，冷轧工作辊为HS90以上。经过喷丸处理容易得到高度发毛的辊面，具有良好的抗打滑性能。

（4）经过喷丸处理容易得到高度发毛的辊面，具有良好的抗打滑性能。

（5）高铬钢轧辊的冷水条件不像高铬铸铁轧辊那样要求苛刻。

（6）采用高铬钢轧辊时，由于高的铬含量，高铬钢轧辊粗糙度具有良好的保持性，轧钢量达1000t/h粗糙度仍能保持在0.2μm以上'。轧辊表面粗糙度大，因而事故性打滑可以得到防止。

随碳含量的增加铸钢轧辊可分别为亚共析、共析或过共析组织，其硬度相应逐次提高，但韧性和抗热裂纹性明显地逐次降低。共析成分的铸钢轧辊强度和韧性的综合性能较好，在中国获得广泛的应用。合金元素可进一步改善铸钢轧辊的性能，常用的合金元素为铬、钼、镍、钒、铌等。共析成分的普通合金铸钢轧辊大多数用于轧制负荷和热负荷较大的大型初轧、开坯、粗轧机架以及钢板、冷热带钢轧机的支承辊。过共析普通合金铸钢轧辊多用于轧制负荷较小的型钢粗轧和中轧机架。中国常用的铸钢轧辊成分和性能见表。

铸钢轧辊制造成本比锻钢轧辊低廉。热处理制度相同时，铸钢轧辊的耐磨性比同成分锻钢轧辊的耐磨性好，但韧性低。用复合法铸造可显著改善铸钢支承辊芯部和辊颈强韧性。铸钢轧辊的生产包括冶炼、铸造、热处理、机械加工及检测等工序。

静止(常规法)铸造的铸钢轧辊广泛使用组合式立浇的铸型，具体如图《铸钢扎辊的铸型》所示。辊身部分用金属型或衬砂(10～30mm)金属型。用金属型浇注的铸钢轧辊外层组织细密。金属型内表面涂以耐火涂料，辊颈和冒口铸型部分采用高强度干砂型。轧辊的传动端置于下砂型部分。带槽铸钢轧辊还常采用沿纵向分型的铸型浇注。目前多数大型铸钢轧辊通过切线浇口底注法铸造。浇注时钢水在铸型中旋转上升，使夹杂物集中到轧辊芯部并排除到冒口顶部。顺序凝固是保证轧辊芯部和辊颈无缩孔和疏松的必要条件。为此，保温冒口和电弧加热冒口技术已广泛用于铸钢轧辊制造。顶注法浇注轧辊时，用浸入式的浇注管和保护渣来保证轧辊表面质量。顶注法有利于顺序凝固和提高铸造收得率。

冲洗法、液面恒定底漏法是当前复合铸钢广为应用的铸造法。20世纪80年代中期，联邦德国掌握了用立式离心技术生产复合铸钢支承辊技术。