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高铬铸铁轧辊的发展
发布日期：2011-11-28

高铬白口铸铁几乎是与镍硬铸铁同时发展起来的，由于需要电炉熔炼，发展一直缓慢。20世纪60年代以后，由于电炉熔炼的广泛应用，高铬铸铁得到相当大的发展。铬元素的加入，使碳化物结构类型由网状M3C型变为孤立的M7C3型，且碳化物硬度提高，其硬度由M3C的840～1100 HV提高到M7C3的1300～1500 HV，这样不仅提高了耐磨性，而且提高了韧性，其使用效果比镍硬铸铁更好。因此，高铬铸铁问世以来，一直被认为是比较理想的耐磨材料，应用十分广泛。另外，高铬铸铁中存在的杆状碳化物还有一个重要的特点，即其硬度在不同的方向是不同的。通常在杆状的横剖面上的硬度高达1989 HV，而在杆状的纵剖面L的硬度为1450 HV。这一硬度的差别使得人们有可能利用定向凝固的方法使碳化物定向排列，让碳化物的高硬度面朝向磨损面而提高铸件服役时的耐磨性。有关实验表明，当碳化物垂直于磨损面定向排列时，与碳化物呈无序排列的普通砂型铸造试样相比，其耐磨性的提高幅度可达30%～150%。此外，高铬铸铁的基体可以变化以满足不同的使用要求。　　高铬铸铁用于制造轧辊始于20世纪30年代，1932年，美国已研制成功含（质量分数）12% ,-,14% Cr、0.5% Mo，直径560 mm的高铬铸铁轧辊，用于热轧型钢和角钢的精轧机架，获得了很好的使用效果。60年代中期，英国和德国的轧辊制造者，从充分发挥高铬铸铁轧辊的抗磨损性能出发，同时注意到这一材质的轧辊在热轧带钢连轧机精轧前段机组上使用时，具有消除“流星斑”和“斑带”缺陷的特性，从而研制出了含（质量分数）12%～22% Cr、2.4% N3．O%C辊身硬度60～90 HS、不同用途的高铬铸铁轧辊。高铬铸铁轧辊广泛用做热轧带钢连轧机粗轧和精轧前段工作辊、宽中厚板轧机粗轧和精轧工作辊及小型型钢和棒材轧机精轧辊。　　日本白1981年开发成功高铬铸铁轧辊以来，其高铬铸铁轧辊发展极其迅速，到1985年止，在热轧带钢连轧机精轧前段机架已有70%的轧机采用高铬铸铁轧辊替代了合金半钢轧辊。日本久保田轧辊厂制造的高铬铸铁轧辊在带钢热轧机精轧前段F2机架上使用，毫米过钢量达到了3145 t，而半钢轧辊仅有2037 t。我国的邢台轧辊厂已于1987年开始批量生产热带连轧机用的高铬铸铁工作辊，并在宝钢和武钢热轧带钢连轧机上获得了良好的使用效果[35]。用于制作轧辊的高铬铸铁，根据不同的轧制条件对轧辊性能的要求，除加入适量的Si、Mn、Ni、Mo、V等合金元素外，碳含量和铬含量的匹配是很重要的。碳含量过低(<2.0%)时，不仅由于碳化物数量少，耐磨性差，而且还由丁基体中含有过多的铬，热传导性显著恶化，导致抗表面粗糙性降低。另外，碳含量过低，轧辊铸造成形性能差，产品废品率高。碳含量超过3.4%以卜时，硬度显著上升，引发铸造裂纹，同时，碳通过减少基体中的铬含量，间接的降低了淬透性。选择碳含量为2.3%～3.2%和铬含量为12%～22%高铬铸铁，能得到接近于共晶成分的理想组织，适用于制作热轧辊。

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