高速钢轧辊研究和应用的进展

颜庆全

摘要：在轧钢领域内，高速钢轧辊的使用较为广泛。本文从高速钢轧辊的特性分析入手，对高速钢轧辊的应用、性能和组织进行了分析。

1.讨论高速钢轧辊特性

1.1.碳化物的硬度较高。高速钢轧辊制作时选用的材料含有较高的碳和钒元素，以及较多的铬、钼、钴、钨和铌等元素，经过凝固和热处理后，会以合金元素存在或二次碳化物形式存在。

1.2.耐磨性与热稳定性优良。高速钢轧辊与其他材质的轧辊比较，耐磨性优异，在同高铬铸铁和高镍铬无限冷硬铸铁轧辊的比较中，同等轧制条件下，高速钢轧辊的辊耗明显要低上不少。

1.3.良好的淬透性好和强韧性。高速钢轧辊的淬透性十分均匀，在相同的室温和工作层条件下，如工作层为50mm时，高速钢轧辊的表面到芯部的硬度下降多要低于HS3，与之对比的无限冷硬铸铁轧辊的硬度降是HSIO。这就使得高速钢轧辊在均匀的淬透性下，从内向外的保证了均匀的耐磨性；高速钢轧辊的强韧性优异，同其他材料如无限冷硬铸铁、高铬铸铁等相比较，高速钢轧辊的抗拉强度要高很多，且其断裂韧性值几乎是相等的。

1.4.氧化膜优势。高速钢轧辊在轧制的过程中，会在其表面形成氧化膜，其氧化膜粘结性好，且致密均匀，能够减小轧辊同轧材之间的摩擦，是生产高质量、高精准轧材的保证。相比较而言，普通的轧辊在使用中没有氧化膜的保护，会造成较大的损耗，高速钢轧辊在此因为很快产生了氧化膜，可以提高轧辊的耐磨性。

1.5.抗热裂性强。高速钢轧辊因其选用材料的特殊，使其在抑制裂纹形成与扩展上作用明显，抗热裂性要比高铬铸铁轧辊强很多，这可以减小突发生产事故的影响。

2.高速钢轧辊组织结构及性能分析

2.1.组织结构

高速钢轧辊的组织结构与碳化物的种类形态、体积分数以及分布，马氏体基体的性能，晶粒尺寸大小有关，同M2高速钢的成分基本相同。高速钢轧辊中的碳化物含有大量的碳、钒、铬、钼、钴、钨和铌等元素，元素含量的多少会影响钢中碳化物的类型，例如钒元素的量超过8%时，高速钢轧辊会出现M3C型碳化物，其硬度较低；当高速钢轧辊中含碳量有1.7%升到2.9%后，会改变碳化物的形态。在高速钢轧辊中，MC类型碳化物包括亚共晶中析出的分散的条状、共晶析出的骨架状、加铌后的大块状、过共晶中析出的细小的碳化物。高速钢轧辊的基体组织为片状与板条状的马氏体的混合体。

2.2.性能分析

高速钢轧辊的性能同高铬铸铁轧辊、高合金无限冷硬铸铁轧辊相比较，其物理性能如表1所示，高速钢轧辊采用CPC方法制造，工艺与材料的选择使高速钢轧辊辊芯和结合层在性能上具有较高的抗拉强度，轧辊弯曲负载性能优