鈮在高速鋼軋輥中應用

1、鈮在高速鋼軋輥中應用鈮在高速鋼軋輥中應用高速鋼輥的應用是現(xiàn)代軋鋼生產發(fā)展的重要組成部分。軋輥的質量是提高鋼材表面性狀、尺寸精度、軋鋼作業(yè)率的重要因素。對鋼鐵工業(yè)發(fā)展它是繼微合金化，控軋控冷技術出現(xiàn)之后又一重大變革。這種變革在日本已經普及在板材、型鋼、棒線材等領域內的軋鋼生產.不僅用于工作棍，也用于支撐輥。由于高速鋼輥耐磨性好，孔型保持性好，輥身剛度大，成為長壽命輥，從而減少鋼輥在庫的備存量。提高了軋鋼生產率降低了成本，提高了軋制品的表面

2、質量。然而這一技術在我國幾乎是空白。推廣這一技術并不亞于鋼的品種結構調整。當前，高速鋼輥已經發(fā)展到第三代產品。第三代產品的材質是加Nb13%取代原高速鋼中價格昂貴用量較多的W，以適應先進的，成本低效率高的離心鑄造法生產高速鋼輥。11高速鋼輥的應用與制造方法高速鋼輥的應用與制造方法高速鋼輥，如名所示就是具有高速鋼的表面層的軋輥，一般說軋輥的化學成分，就是傳統(tǒng)的高速鋼原型，由于生產工藝的不同，W價昂貴，發(fā)展趨勢以Nb代W，更具經濟性和工藝性

3、?；瘜W成分如表1。成分很寬廣，是因為還在發(fā)展，新研究成果不斷出現(xiàn)，成分日趨優(yōu)化。軋輥材質的發(fā)展是以抗張強度與硬度為目標的，高速鋼輥是當代軋輥材質的最高峰，強度在800Mpa左右，硬度HS7590。軋輥的制造工藝有三種，各具特點。連鑄法與鋼坯連鑄相似，不同點是用一合適尺寸的芯棒，邊澆鑄邊向下牽引。見圖1。離心鑄造方法是澆鑄輥的外層殼，再與芯棒組合，中間空隙用高強韌性鋼澆鑄成三層復合體。其離心澆鑄概要如圖2。熱等靜壓(HotIsostati

4、cpress)法由于受加壓套尺寸限制，目前生產小尺寸輥。軋輥的制造工藝與應用的適應如圖3所示。熱等靜壓工藝采用粉狀原料，成分均勻，調配較為自由，容易取得較好質地。其次是連鑄工藝。但是(CPC)輥在實際應用中發(fā)現(xiàn)軋制負荷增加，增加了電耗。第三種是離心鑄造，是研制開發(fā)的前沿技術。由于VC比重比鋼水低，WC比重比鋼水高，在離心澆鑄時，出現(xiàn)比重偏析。目前發(fā)展的第三代高速鋼輥，析機理同重力偏析是同樣的。高速鋼水中的碳化物。合金元素的比重見表2。表

5、2中各組分的比重各異，只有NbC與Fe相等。在高碳鐵水中，按化合物溶度積原理上述的碳化物均以一次碳化物在鋼水中形成。VC的比重只有5.7，當離心鑄造軋輥的外層殼體時，VC偏析于內緣，高比重W﹑Mo碳化物偏析于外緣。如果降低鋼水比重，無疑可降低偏析率。用2%C－6%VCrMo系的基本成分加W和加Nb分別試驗，分析碳化物組成和離心鑄物的從內到外緣的金相組織中碳化物分布。結果指出：2.5%6%Cr5%Mo5%W6%V合金的內側大量析出粉狀VC

6、。圖9(a)指出加4%W的試料的V碳化物中只檢測出少量的W，加Nb的試料中圖9(b)可見Nb﹑V﹑Mo組成復合的MC型碳化物(NbVMo)C加W，由于VC中沒有W，W濃縮在鋼水中，因而加大鋼水比重，促進了VC的偏析。在高速鋼中加Nb，一方面形成(NbVMo)C，提高碳化物比重，另一方面鋼水中沒有W，兩者使碳化物和鋼水的比重差縮小。因而大大減少離心力所至偏析。高速鋼去W加Nb對高速鋼的耐磨性影響如何，由圖10一目了然。加4%W和1%Nb的

7、，具有同等的耐磨性。在高速鋼起主宰作用的W，在這里完全被Nb所取代。圖11示出Cr﹑Mo﹑W含量對2%6%V鋼的耐磨性的影響，可見隨Cr﹑Mo﹑W含量的增加，幾乎沒有變化。耐磨性只受粒狀的MC型碳化物所支配。以Nb代W解決了離心鑄造時的離心偏析。圖12示出2%C5%V1.5%Nb6%Cr2.5%Mo基本成分。研究各因素對耐磨性的影響如圖示，只增加碳耐磨性下降，增加C﹑Cr耐磨性持平，增C﹑Cr﹑Mo耐磨性提高。用表3示出的化學成分研究了