高速鋼軋輥研究和應用的進展

顏慶全

摘要：在軋鋼領域內，高速鋼軋輥的使用較為廣泛。本文從高速鋼軋輥的特性分析入手，對高速鋼軋輥的應用、性能和組織進行了分析。

1.討論高速鋼軋輥特性

1.1.碳化物的硬度較高。高速鋼軋輥制作時選用的材料含有較高的碳和釩元素，以及較多的鉻、鉬、鈷、鎢和鈮等元素，經過凝固和熱處理后，會以合金元素存在或二次碳化物形式存在。

1.2.耐磨性與熱穩定性優良。高速鋼軋輥與其他材質的軋輥比較，耐磨性優異，在同高鉻鑄鐵和高鎳鉻無限冷硬鑄鐵軋輥的比較中，同等軋制條件下，高速鋼軋輥的輥耗明顯要低上不少。

1.3.良好的淬透性好和強韌性。高速鋼軋輥的淬透性十分均勻，在相同的室溫和工作層條件下，如工作層為50mm時，高速鋼軋輥的表面到芯部的硬度下降多要低于HS3，與之對比的無限冷硬鑄鐵軋輥的硬度降是HSIO。這就使得高速鋼軋輥在均勻的淬透性下，從內向外的保證了均勻的耐磨性；高速鋼軋輥的強韌性優異，同其他材料如無限冷硬鑄鐵、高鉻鑄鐵等相比較，高速鋼軋輥的抗拉強度要高很多，且其斷裂韌性值幾乎是相等的。

1.4.氧化膜優勢。高速鋼軋輥在軋制的過程中，會在其表面形成氧化膜，其氧化膜粘結性好，且致密均勻，能夠減小軋輥同軋材之間的摩擦，是生產高質量、高精準軋材的保證。相比較而言，普通的軋輥在使用中沒有氧化膜的保護，會造成較大的損耗，高速鋼軋輥在此因為很快產生了氧化膜，可以提高軋輥的耐磨性。

1.5.抗熱裂性強。高速鋼軋輥因其選用材料的特殊，使其在抑制裂紋形成與擴展上作用明顯，抗熱裂性要比高鉻鑄鐵軋輥強很多，這可以減小突發生產事故的影響。

2.高速鋼軋輥組織結構及性能分析

2.1.組織結構

高速鋼軋輥的組織結構與碳化物的種類形態、體積分數以及分布，馬氏體基體的性能，晶粒尺寸大小有關，同M2高速鋼的成分基本相同。高速鋼軋輥中的碳化物含有大量的碳、釩、鉻、鉬、鈷、鎢和鈮等元素，元素含量的多少會影響鋼中碳化物的類型，例如釩元素的量超過8%時，高速鋼軋輥會出現M3C型碳化物，其硬度較低；當高速鋼軋輥中含碳量有1.7%升到2.9%后，會改變碳化物的形態。在高速鋼軋輥中，MC類型碳化物包括亞共晶中析出的分散的條狀、共晶析出的骨架狀、加鈮后的大塊狀、過共晶中析出的細小的碳化物。高速鋼軋輥的基體組織為片狀與板條狀的馬氏體的混合體。

2.2.性能分析

高速鋼軋輥的性能同高鉻鑄鐵軋輥、高合金無限冷硬鑄鐵軋輥相比較，其物理性能如表1所示，高速鋼軋輥采用CPC方法制造，工藝與材料的選擇使高速鋼軋輥輥芯和結合層在性能上具有較高的抗拉強度，軋輥彎曲負載性能優