淺談抗疲勞耐沖擊軋輥應(yīng)用

鮑松林

摘 要：簡單分析了二輥粗軋機的特點，描述抗疲勞耐沖擊軋輥的內(nèi)部組織，介紹了在實踐使用過程中地表現(xiàn)出的優(yōu)勢和帶來的效益。

關(guān)鍵詞：抗疲勞沖擊；軋輥；對比

中圖分類號： TG333.17 文獻標(biāo)識碼： A 文章編號： 1673-1069（2016）32-195-2

0 引言

隨著對生產(chǎn)效率的追求和產(chǎn)品質(zhì)量的需求不斷增加，對軋輥的性能要求日益提高，軋輥的制造和使用技術(shù)也得到了突破性發(fā)展。抗疲勞耐沖擊軋輥的出現(xiàn)正是在此背景下出現(xiàn)的一種高性能軋輥，適用于熱帶兩輥粗軋、中板和寬厚板兩輥粗軋機架，用于替代合金鑄鋼或復(fù)合石墨鋼軋輥，使用性能成倍提高[1]。

1 二輥軋機特點以及對軋輥性能的要求

1.1 二輥軋機的特點

①承擔(dān)主要軋制變形，壓下量大，特別是品種鋼比例增大，軋制壓力較大；

②入口坯料較大時，須適當(dāng)考慮咬入性能；

③軋制速度相對較慢，約在1～10m/s；

④軋制溫度相對較高，一般在1000℃以上。

1.2 軋輥性能的要求

①軋輥應(yīng)具有較高的剛度，高的輥頸強度，能承受較大軋制力矩作用；

②良好的咬入性能和高的抗沖擊性能，由于鋼坯較大，咬入時存在較大沖擊；

③接觸軋件溫度較高，要有高的抗熱裂性；

④使用周期長，要具有良好的輥身表面耐磨性[2]。

2 抗疲勞耐沖擊粗軋輥的內(nèi)部組織簡介

抗疲勞耐沖擊粗軋輥是在傳統(tǒng)合金鑄鋼軋輥基礎(chǔ)上發(fā)展而來，主要目的是改善合金鑄鋼材質(zhì)在粗軋機架使用時的耐磨性、抗熱裂性，通過添加較多的Cr和適量的V合金元素，使得軋輥具有較好的耐熱疲勞性、高的導(dǎo)熱性，使用中熱裂紋萌生和擴展緩慢等高溫優(yōu)良性能。

Cr是較強的碳化物形成元素，隨其含量的不同在軋輥基體組織中可形成不同類型的碳化物，同時有一部分固溶于基體之中。當(dāng)Cr含量達到一定值時，開始生成M7C3型合金碳化物，顯微硬度可達HV 1200—1600，耐磨質(zhì)點硬度的提高，可顯著提高軋輥的耐磨性；基體固溶Cr元素可顯著增加奧氏體穩(wěn)定性，降低臨界轉(zhuǎn)變速度，從而增加材料的淬透性和淬硬性，提高軋輥的抗疲勞性能。

V與C具有極強的親和力，易形成穩(wěn)定的VC，存在于晶粒邊界，抑制晶粒長大，細化晶粒，增加軋輥抗拉強度，增強抗熱裂性，減緩裂紋的擴展，提高軋輥綜合機械性能[3]，圖1為軋輥金相組織。

另外，根據(jù)硬度要求不同，抗疲勞耐沖擊粗軋輥采用了不同的鑄造方式，對于硬度要求較低的軋輥，可采用整體鑄造方式；對于較高硬度要求，為兼顧外層高硬度、高耐磨性和輥頸強韌性，須采用復(fù)合鑄造方式。

3 與傳統(tǒng)軋輥的對比

抗疲勞耐沖擊粗軋輥目前在線棒材軋機粗軋機架也得到了很好的推廣使用，其使用性能較傳統(tǒng)球鐵材質(zhì)大大提高，綜合性價比存在很大的優(yōu)越性。

由于抗疲勞耐沖擊軋輥具有優(yōu)異的耐磨性、抗沖擊性和抗熱裂性，因此使用壽命是傳統(tǒng)軋輥的2～3倍。采用抗疲勞耐沖擊軋輥能夠降低換輥次數(shù)和用輥量，輥耗和生產(chǎn)成本顯著下降，同時，還可提高進入精軋軋件精度和表面質(zhì)量，減輕軋機對精軋軋輥的磨損，從而提高成品精度和表面質(zhì)量[4]。

4 抗疲勞耐沖擊軋輥在實際中的應(yīng)用

4.1 實踐中的應(yīng)用對象

近年，抗疲勞耐沖擊軋輥首先在熱軋粗軋機架得到應(yīng)用，又逐漸推廣到熱軋中軋前段機架。

4.2 實踐中使用的效果

此對軋輥用于粗軋機架，軋制品種鋼如冷墩鋼、焊條鋼、硅鋼等，軋輥的使用效果很好，主要表現(xiàn)有以下幾點。

①良好的耐磨性：單槽軋制量比珠光體粗軋輥提高100%以上，傳統(tǒng)軋輥單槽過鋼量在5000-6000t，而此對軋輥的單槽過鋼量達到了12000-13000t。正常軋制時，傳統(tǒng)軋輥的每次車削量達到18-22mm，抗疲勞耐沖擊粗軋輥的修磨量在10-14mm，每次車削量降低50%。

②良好的抗冷熱性：此條軋線全部生產(chǎn)品種鋼，粗軋溫度較高，傳統(tǒng)的珠光體球鐵軋輥下機后，槽底熱裂紋較嚴(yán)重，而抗疲勞耐沖擊粗軋輥下機后輥身表面質(zhì)量遠遠優(yōu)于珠光體粗軋輥，冷熱疲勞裂紋幾乎很少，如圖2，圖3所示。

③實軋效果好：即具有優(yōu)異的抗冷熱疲勞和耐沖擊性能，又具有較高的耐磨性和輥頸強度，減少在機磨損、降低裂紋產(chǎn)生擴展能力和保證軋輥的安全性。大大提高了軋材的品質(zhì)、軋輥的軋制壽命和軋輥的性價比，節(jié)能降耗，帶來了較好的經(jīng)濟效益。

參 考 文 獻

[1] 熊及滋，等.壓力加工設(shè)備[M].冶金工業(yè)出版社，1994.

[2] 王廷溥.軋鋼工藝學(xué)[M].北京冶金工業(yè)出版社，1989.

[3] 崔忠圻.金屬學(xué)與熱處理[M].機械工業(yè)出版社，1999.

[4] 段小勇.金屬壓力加工理論基礎(chǔ)[M].冶金工業(yè)出版社，2004.