板坯结晶器足辊材质选型及制造工艺浅析

孙坤

（马鞍山马钢表面工程技术有限公司，安徽马鞍山243000）

板坯结晶器足辊材质选型及制造工艺浅析

孙坤

（马鞍山马钢表面工程技术有限公司，安徽马鞍山243000）

通过对沉淀硬化不锈钢06Cr15Ni25Ti2MoAlVB与奥氏体不锈钢06Cr25Ni20的化学成分、热处理制度、特征用途对比分析，结合板坯结晶器足辊工况，得出沉淀硬化不锈钢06Cr15Ni25Ti2MoAlVB是制作结晶器足辊的最佳材质，并对其制作工艺流程进行了介绍。

沉淀硬化不锈钢；06Cr15Ni25Ti2MoAlVB；结晶器足辊

引言

板坯结晶器足辊作为连铸线关键零部件，其综合机械性能、使用寿命直接关系到整条连铸线正常运行。

马鞍山马钢表面工程技术有限公司（以下简称马钢）与合作单位就材质更适合做板坯结晶器足辊，及其制作工艺上产生了争议。笔者就这一问题进行了关联检索、查阅了相关文献和国家标准，现将查询的资料进行了整理、分析、比较，得出一定结论，其目的是解决争议，也在以后的机械设计中，对特殊零部件材料如何选择提供借鉴和参考。

1 足辊材质对比分析

委方提供的图纸为最初版外方总包竣工图，并要求马钢表面工程技术公司按国内标准进行转化后制作。

1.1 沉淀硬化不锈钢06Cr15Ni25Ti2MoAlVB

在中国国家标准GB/T20878—2007，《不锈钢和耐热钢牌号及化学成分》中明确06Cr15Ni25Ti2MoAlVB（旧牌号0Cr15Ni25Ti2MoAlVB），属于沉淀硬化型不锈钢。沉淀硬化不锈钢是在各类不锈钢中加入一种或多种合金元素如Cu、Ti、Nb、和Al等促使沉淀硬化。在固溶退火或奥氏体化期间溶解这些元素，然后在增加基体的硬度和强度的时效热处理期间产生亚显微沉淀。这类钢强度高、韧性好，又有很好的耐蚀性能。这类钢的缺点是热处理工艺相对复杂。

在标准GB/T20878—2007中同时注明06Cr15Ni25 Ti2MoAlVB可作为耐热钢使用。耐热钢的定义是在高温下使用的钢，实际上它是抗氧化钢和热强钢的总称。抗氧化钢又称不起皮钢或热稳定钢。它是在高温下能抵抗氧化和其他介质的侵蚀，工作温度高达900～1 100℃，而热强钢在高温下具有较高的强韧性和一定的抗氧化性，其工作温度可达600～800℃。耐热钢的热强性主要表现在高温长期工作下抗断裂的能力（即持久强度）和抗塑性变形的能力（即蠕变强度）。

提高钢的热强性的主要措施有固溶强化、晶界强化、沉淀强化、热处理强化和变形强化等。要取得这些强化效果主要是合金化，即需向钢中加入合金元素。

铬、钼、钨、铌能显著提高固溶体的热强性，晶界强化的主加元素是硼，若和钛或铌复合加入，效果更为明显。钒、铌、钛加入形成的V4C3、NbC、TiC等碳化物在高温下较稳定，若以细小，球状沉淀析出，弥散均匀地分布在钢的基体上，就可获得高的热强性［1］。

1.2 奥氏体不锈钢06Cr25Ni20

06Cr25Ni20作为25-20型奥氏体不锈钢的典型代表，钢中铬、镍含量都很高，具有很好的高温抗氧化性、组织稳定性和耐热性，可以作为高温（达1 050℃）腐蚀条件下工作的热稳定钢使用。

2 足辊制造工艺流程

通过系列对比分析，结合板坯连铸线工况实际温度、受力情况、失效机理等等，笔者认为足辊的热强性是比热稳定性更重要的技术指标，材质选择上应该是热强钢而非热稳定钢，因此沉淀硬化不锈钢06Cr15Ni25Ti2MoAlVB作为足辊材料更合适。

推荐足辊制作工艺流程为：按国标GB/T 1221—2007选择06Cr15Ni25Ti2MoAlVB（旧牌号0Cr15Ni25Ti2MoAlVB）材质的热轧或锻制棒料；进行外圆、内孔留加工余量粗加工；按GB/T 1221—2007热处理制度进行固溶、时效处理；按图纸精加工到尺寸。

3 结论

以上分析证明马钢技术人员转化材料是准确的。同时笔者通过查找，发现原版外方施工图明细表中材质为W-Nr（Wdrkstoff-Nummer）“1.4980”，此为德国DIN17007系统数字材料号。对应中国国家标准GB/T 14992—2005，《高温合金和金属间化合物》牌号GH 2132，对应中国国家标准GB/T 1221—2007，牌号06Cr15Ni25Ti2MoAlVB。通过对对应牌号的化学成分、热处理制度等查阅（见表1、表2）［2］，资料显示完全吻合。

表1 GH2132化学成分表%

表2 GH2132热处理工艺

［1］陈祝年.焊接工程师手册［M］.北京:机械工业出版社，2002.

［2］全国热处理标准化技术委员会编.金属热处理标准应用手册［M］.北京:机械工业出版社，2005.

（编辑：苗运平）

Selection of Material Type and Manufacturing Technology of the Foot Roller of Slab Mould

Sun Kun
（Ma'anshan Steel Surface Engineering Technology Co.，Ltd.，Ma'anshan Anhui 243000）

In this paper，through of precipitation hardening stainless steel 06Cr15Ni25Ti2MoAlVB and austenitic stainless steel 06Cr25Ni20 chemical constituents of the heat treatment system，feature uses comparative analysis，combined with the slab mold foot and condition，that precipitation hardening stainless steel 06Cr15Ni25Ti2MoAlVB is making mold foot and the best material，and its production process are introduced.

precipitation hardening stainless steel；06Cr15Ni25Ti2MoAlVB；mould foot roller

10.16525/j.cnki.14-1362/n.2016.14.18

TF777

A

2095-0748（2016）14-0042-02

2016-06-01

孙坤（1981—），男，四川南部人，学士，现为马钢表面工程技术有限公司技术员，工程师，研究方向：机械制造焊接。