一种轧辊用高钼高钒微偏析铸造高速钢制造技术

本发明专利技术属于轧钢制造领域，特别涉及一种轧辊用高钼高钒微偏析铸造高速钢。其具体化学成分如下（ｗｔ％）：Ｃ１．２～２．８％，Ｓｉ０．２～１．０％，Ｍｎ０．２～１．０％，Ｎｉ０．３～１．２％，Ｃｒ３．０～６．０％，Ｍｏ５．０～１０．０％，Ｖ５．０～１２．０％，Ａｌ０．１～０．７％，Ｐ≤０．０２５％，Ｓ≤０．０２５％，其余为铁。本发明专利技术特点是在高速钢中增加Ｍｏ、Ｖ含量来替代传统轧辊用高速钢中的Ｗ元素，以减少重元素Ｗ在离心铸造时造成的比重偏析，从而使轧辊径向性能均匀，提高使用稳定性。该发明专利技术涉及的高钼高钒高速钢具有铸造偏析小，硬度高，耐磨性强，红硬性好，强韧性优等特点。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于车L钢制造领域，具体地说就是一种轧辊用高钼高钒微偏析铸造高 速钢，它适用于制造离心复合高速钢轧辊的工作层。技术背景高速钢轧辊因具有高的红硬性、高的耐磨性和淬透性越来越受到钢材生产领域青睐，各个国家和地区的相关企业和禾浙开单位不断x寸高速钢轧f驢行探索和研究。高速钢轧辊取代板带车L机精车L前段的高铬铸铁辊已经成为大势所趋。铸造高速钢轧辊最早是1988年由日本人研审喊功并在热带连车L机上使用，美 国于20世纪90年代初开始引入高速钢轧辊，欧洲起步相对较晚。目前国外对高 速钢轧辊的应用已经比较广泛，不但应用于热轧板、带轧机，而且用于线、棒材 车L机，粗轧机，钢管轧机等。高速钢轧辊的生产方法有很多种，如连续铸造复合法、又称CPC方法(中国 专利技术专利CN1280042，中国专利技术专利CN1631565,A)，电渣M法、又称ESR法 (美国专利US5081760)，热等静压法、又称HIP法(日本专利公报特昭61-238407) 等。与以上方法相比，离心复，造方法具有效率高、投资少等独特优点，所以 目前国内外批量生产高速钢轧辊大多数均采用离心复合铸造方法。中国专利CN00103223.2公开的高速钢成分为C1.8 4.2。/。， Si0.5~1.5%， Mn 0.3 0.8%， Nb0.3 2.5%， Cr4.0 15.0%， Mo3.0 12.0%， V2.5 10.0%， W2 12%， A10.2 0.6%， CoO 10%， N0.02 0.10%;中国专利CN97100083.2公开 的高速钢成分为C1.2 2.50/。， Si0.3~1.5%， Mn0.4 1.0%， Ni《3.0%， Cr3.0 8.0%， Mo 2.0 7.0%， V 2.0 7.0%， W 1.0 5.0%;中国专利CN1439472A、 CN1861827A以及CN1264749A等公开的高速钢成分中都含有大量的W元素。采用含W量较高的高速钢，利用离心铸造方法生产轧辊，势必会由于W的 比重较大而造成重力偏析，导致轧辊外层含W量较大，内层则含W量较小，在 轧辊径向上造成成分梯度，从而严重影响了轧辊径向性能的均匀性。离心铸造时、 离心机转速越高这种偏析越严重，硬度不均匀性和耐磨不均匀性也越严重。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种高钼高钒微偏析铸造高速钢，这种高速钢增加了Mo和V的含量以增加高速钢的淬透性和红硬性，取代了易偏析元素W，从而在 不降低性能的前提下，彻底摆脱了 W比重偏析的困扰。 基于此目的，本专利技术的技术方案是一种高钼高钒微偏析铸造高速钢，其具体成分(wt%)如下C 1.2 2.8%， Si0.2 1.0%， Mn0.2 1.0%， M0.3 1.2%， Cr 3.0 6.00/0， Mo5.0 10.0%， V5.0 12.0%， A10.1 0.7%， P《0.025%， S《0.025%，其余为铁。本专利技术中，高钼高钒微偏析铸造高速钢的具体制备过程步骤如下采用常规 中频真空感应电炉，电弧炉或真空炉进行熔炼。首先在炉内加入生铁和废钢启炉熔化；140(TC以上加入锰铁、硅铁，150(TC以上加入Ni和钼铁，155(TC以上加入 铬铁、钒铁和铝铁；根据工艺要求除硫磷和杂质；根据实际工艺要求选择浇注温 度和凝固速度。本专利技术中，高钼高钒微偏析铸造高速钢的具体热处理过禾M^用常规高速钢的 淬火加两次回火热处理工艺。V是强碳化物形成元素，生成MC型碳化物，MC在高速钢基体中弥散分布 提高硬度。随其含量增加，共晶反应 鹏下降，MC的形成温度升高。V不仅有 利于MC型碳化物形成，而且明显促进M2C型层片状碳化物形成，抑制骨骼状 M6C型碳化物生长。提高V含量可以显著提高高速钢的高温硬度，对改善轧辊耐 磨性有利。Mo与W具有相似的作用，提高红硬性和淬透性。在高速钢中主要以M2C 的形式存在。淬火加热时， 一部分M2C溶入奥氏体，淬火后存在于马氏体中。淬 火及回火过程中有一部分M2C分解为織C和MC，造成二次硬化，提高强度和 硬度。淬火加热过程中未溶解的碳化物ffiih奥氏体晶粒长大。W含量过高，会增 加碳化物的不均匀性，并且会导致M2C在晶界上析出，恶化高速钢性能，增大钢 的脆性。同时W的比重较大，离心铸造时容易偏析至帆层。Mo在合金中的作用 和W相似，但Mo的W当量为1.8，同等质量的Mo可以比同等质量的W更多 的发挥其效能，这也是本专利技术中以Mo代W的重要原因之一。Mo可以改善一次 碳化物的不均匀性，降低脆性。回火固溶的Mo可以阻止碳化物沿晶界析出，使 高速钢的强度和韧性提高。因此，增加V、 Mo含量，以取代W是可行的。采用本专利技术设计的成分，离心铸造过程中有效地抑制了重元素造成的比重偏析，使轧辊径向材质分布均匀， 性能优良。凝固组织中生成大量弥散分布的点状、棒状、草莓状MC型高钒共晶碳化物和层片状M2C型高钼共晶碳化物。共晶碳化物的弥散生成有效地抑制了晶粒长大，提高了高速钢的机械性能。共晶碳化物在随后的淬火、回火热处理过程中基 本不发生变化，保留至最终使用状态中，这些高硬度的碳化物大大提高了高速钢 的耐磨性和红硬性。本专利技术的有益效果是1、 本专利技术设计的一种轧辊用高钼高钒微偏析铸造高速钢，增加了Mo、 V元 素含量，以取代W元素的加入，离心铸造过程中有效i也抑制了重元素W造成的 比重偏析，使轧辊径向材质分布均匀，性能优良。2、 本专利技术通过降低偏析使轧辊在径向上碳化物分布均匀，性能改善。3、 本专利技术MC型、M2C型共晶碳化物的弥散生成有效地抑制了晶粒长大， 可以提高高速钢的机械性能，且高硬度碳化物分布于基体上可以提高耐磨性和红 硬性。附图说明图1高钼高钒微偏析铸造高速翻淑见组织及碳化物分布；a. 100倍，b. 200倍。具体实旨式 实施例根据本专利技术设计的化学成分进行配料，采用常规中频真空感应电炉熔炼1炉 钢，然后利用立式离心方法浇注了辊套一支；并采用常压中频感应电炉熔炼2炉 钢，利用卧式离心复合方法生产辊身直径为O500mm，工作层厚度为50mm的高 速钢轧辊两支。其成分分别如表1所示。经试验观察和性能测定，本专利技术设计的高速钢成分，性能良好，能够得到弥 散分布的点状、棒状、草莓状MC型高钒共晶碳化物和层片状M2C型高钼共晶 碳化物。微观组织如图1所示。铸态硬度可达HSD90以上，热处理硬度大于 HSD80，硬度高、耐磨性高，60(TC硬度为HSD60,红硬性好；轧辊径向成分均 匀，有效避免了离心比重成分偏析。表l.实施例辊套及轧辊化学成分(wt%， ^M为Fe)<table>table see original document page 6</column></row><table>权利要求1、一种轧辊用高钼高钒微偏析铸造高速钢，其特征在于，按重量百分比计，其具体化学成分为C 1.2～2.8％，Si 0.2～1.0％，Mn 0.2～1.0％，Ni 0.3～1.2％，Cr 3.0～6.0％，Mo 5.0～10.0％，V 5.0～12.0％，Al 0.1～0.7％，P≤0.025％，S≤0.025％，其余为铁。2、 按照权利要求1所述轧辊用高钼高钒微偏析铸造本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种轧辊用高钼高钒微偏析铸造高速钢，其特征在于，按重量百分比计，其具体化学成分为：Ｃ１．２～２．８％，Ｓｉ０．２～１．０％，Ｍｎ０．２～１．０％，Ｎｉ０．３～１．２％，Ｃｒ３．０～６．０％，Ｍｏ５．０～１０．０％，Ｖ５．０～１２．０％，Ａｌ０．１～０．７％，Ｐ≤０．０２５％，Ｓ≤０．０２５％，其余为铁。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：栾义坤，宋男男，李殿中，夏立军，康秀红，
申请(专利权)人：中国科学院金属研究所，
类型：发明
国别省市：89[中国|沈阳]