專利名稱：：一種軋輥用高鉬高釩微偏析鑄造高速鋼的制作方法
技術領域：
：本發(fā)明屬于車L鋼制造領域，具體地說就是一種軋輥用高鉬高釩微偏析鑄造高速鋼，它適用于制造離心復合高速鋼軋輥的工作層。技術背景高速鋼軋輥因具有高的紅硬性、高的耐磨性和淬透性越來越受到鋼材生產領域青睞，各個國家和地區(qū)的相關企業(yè)和禾浙開單位不斷x寸高速鋼軋f驢行探索和研究。高速鋼軋輥取代板帶車L機精車L前段的高鉻鑄鐵輥已經成為大勢所趨。鑄造高速鋼軋輥最早是1988年由日本人研審喊功并在熱帶連車L機上使用，美國于20世紀90年代初開始引入高速鋼軋輥，歐洲起步相對較晚。目前國外對高速鋼軋輥的應用已經比較廣泛，不但應用于熱軋板、帶軋機，而且用于線、棒材車L機，粗軋機，鋼管軋機等。高速鋼軋輥的生產方法有很多種，如連續(xù)鑄造復合法、又稱CPC方法(中國發(fā)明專利CN1280042，中國發(fā)明專利CN1631565,A)，電渣M法、又稱ESR法(美國專利US5081760)，熱等靜壓法、又稱HIP法(日本專利公報特昭61-238407)等。與以上方法相比，離心復，造方法具有效率高、投資少等獨特優(yōu)點，所以目前國內外批量生產高速鋼軋輥大多數均采用離心復合鑄造方法。中國專利CN00103223.2公開的高速鋼成分為C1.84.2。/。，Si0.5~1.5%，Mn0.30.8%，Nb0.32.5%，Cr4.015.0%，Mo3.012.0%，V2.510.0%，W212%，A10.20.6%，CoO10%，N0.020.10%;中國專利CN97100083.2公開的高速鋼成分為C1.22.50/。，Si0.3~1.5%，Mn0.41.0%，Ni《3.0%，Cr3.08.0%，Mo2.07.0%，V2.07.0%，W1.05.0%;中國專利CN1439472A、CN1861827A以及CN1264749A等公開的高速鋼成分中都含有大量的W元素。采用含W量較高的高速鋼，利用離心鑄造方法生產軋輥，勢必會由于W的比重較大而造成重力偏析，導致軋輥外層含W量較大，內層則含W量較小，在軋輥徑向上造成成分梯度，從而嚴重影響了軋輥徑向性能的均勻性。離心鑄造時、離心機轉速越高這種偏析越嚴重，硬度不均勻性和耐磨不均勻性也越嚴重。
發(fā)明內容本發(fā)明的目的在于提供一種高鉬高釩微偏析鑄造高速鋼，這種高速鋼增加了Mo和V的含量以增加高速鋼的淬透性和紅硬性，取代了易偏析元素W，從而在不降低性能的前提下，徹底擺脫了W比重偏析的困擾。基于此目的，本發(fā)明的技術方案是一種高鉬高釩微偏析鑄造高速鋼，其具體成分(wt%)如下C1.22.8%，Si0.21.0%，Mn0.21.0%，M0.31.2%，Cr3.06.00/0，Mo5.010.0%，V5.012.0%，A10.10.7%，P《0.025%，S《0.025%，其余為鐵。本發(fā)明中，高鉬高釩微偏析鑄造高速鋼的具體制備過程步驟如下采用常規(guī)中頻真空感應電爐，電弧爐或真空爐進行熔煉。首先在爐內加入生鐵和廢鋼啟爐熔化；140(TC以上加入錳鐵、硅鐵，150(TC以上加入Ni和鉬鐵，155(TC以上加入鉻鐵、釩鐵和鋁鐵；根據工藝要求除硫磷和雜質；根據實際工藝要求選擇澆注溫度和凝固速度。本發(fā)明中，高鉬高釩微偏析鑄造高速鋼的具體熱處理過禾M^用常規(guī)高速鋼的淬火加兩次回火熱處理工藝。V是強碳化物形成元素，生成MC型碳化物，MC在高速鋼基體中彌散分布提高硬度。隨其含量增加，共晶反應鵬下降，MC的形成溫度升高。V不僅有利于MC型碳化物形成，而且明顯促進M2C型層片狀碳化物形成，抑制骨骼狀M6C型碳化物生長。提高V含量可以顯著提高高速鋼的高溫硬度，對改善軋輥耐磨性有利。Mo與W具有相似的作用，提高紅硬性和淬透性。在高速鋼中主要以M2C的形式存在。淬火加熱時，一部分M2C溶入奧氏體，淬火后存在于馬氏體中。淬火及回火過程中有一部分M2C分解為織C和MC，造成二次硬化，提高強度和硬度。淬火加熱過程中未溶解的碳化物ffiih奧氏體晶粒長大。W含量過高，會增加碳化物的不均勻性，并且會導致M2C在晶界上析出，惡化高速鋼性能，增大鋼的脆性。同時W的比重較大，離心鑄造時容易偏析至帆層。Mo在合金中的作用和W相似，但Mo的W當量為1.8，同等質量的Mo可以比同等質量的W更多的發(fā)揮其效能，這也是本發(fā)明中以Mo代W的重要原因之一。Mo可以改善一次碳化物的不均勻性，降低脆性。回火固溶的Mo可以阻止碳化物沿晶界析出，使高速鋼的強度和韌性提高。因此，增加V、Mo含量，以取代W是可行的。采用本發(fā)明設計的成分，離心鑄造過程中有效地抑制了重元素造成的比重偏析，使軋輥徑向材質分布均勻，性能優(yōu)良。凝固組織中生成大量彌散分布的點狀、棒狀、草莓狀MC型高釩共晶碳化物和層片狀M2C型高鉬共晶碳化物。共晶碳化物的彌散生成有效地抑制了晶粒長大，提高了高速鋼的機械性能。共晶碳化物在隨后的淬火、回火熱處理過程中基本不發(fā)生變化，保留至最終使用狀態(tài)中，這些高硬度的碳化物大大提高了高速鋼的耐磨性和紅硬性。本發(fā)明的有益效果是1、本發(fā)明設計的一種軋輥用高鉬高釩微偏析鑄造高速鋼，增加了Mo、V元素含量，以取代W元素的加入，離心鑄造過程中有效i也抑制了重元素W造成的比重偏析，使軋輥徑向材質分布均勻，性能優(yōu)良。2、本發(fā)明通過降低偏析使軋輥在徑向上碳化物分布均勻，性能改善。3、本發(fā)明MC型、M2C型共晶碳化物的彌散生成有效地抑制了晶粒長大，可以提高高速鋼的機械性能，且高硬度碳化物分布于基體上可以提高耐磨性和紅硬性。圖1高鉬高釩微偏析鑄造高速翻淑見組織及碳化物分布；a.100倍，b.200倍。具體實旨式實施例根據本發(fā)明設計的化學成分進行配料，采用常規(guī)中頻真空感應電爐熔煉1爐鋼，然后利用立式離心方法澆注了輥套一支；并采用常壓中頻感應電爐熔煉2爐鋼，利用臥式離心復合方法生產輥身直徑為O500mm，工作層厚度為50mm的高速鋼軋輥兩支。其成分分別如表1所示。經試驗觀察和性能測定，本發(fā)明設計的高速鋼成分，性能良好，能夠得到彌散分布的點狀、棒狀、草莓狀MC型高釩共晶碳化物和層片狀M2C型高鉬共晶碳化物。微觀組織如圖1所示。鑄態(tài)硬度可達HSD90以上，熱處理硬度大于HSD80，硬度高、耐磨性高，60(TC硬度為HSD60,紅硬性好；軋輥徑向成分均勻，有效避免了離心比重成分偏析。表l.實施例輥套及軋輥化學成分(wt%，^M為Fe)<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>權利要求1、一種軋輥用高鉬高釩微偏析鑄造高速鋼，其特征在于，按重量百分比計，其具體化學成分為C1.2～2.8％，Si0.2～1.0％，Mn0.2～1.0％，Ni0.3～1.2％，Cr3.0～6.0％，Mo5.0～10.0％，V5.0～12.0％，Al0.1～0.7％，P≤0.025％，S≤0.025％，其余為鐵。2、按照權利要求1所述軋輥用高鉬高釩微偏析鑄造高速鋼，其特征在于按重量百分比計，其具體化學成分,范圍為C1.52.5%，Si0.30.9%，Mn0.40.9%，Ni0.41.0%，Cr3.85.6%，Mo6.010.0%，V7.012.0%，A10.20.6%，P《0.025%，S《0.025%，其余為鐵。全文摘要本發(fā)明屬于軋鋼制造領域，特別涉及一種軋輥用高鉬高釩微偏析鑄造高速鋼。其具體化學成分如下(wt％)C1.2～2.8％，Si0.2～1.0％，Mn0.2～1.0％，Ni0.3～1.2％，Cr3.0～6.0％，Mo5.0～10.0％，V5.0～12.0％，Al0.1～0.7％，P≤0.025％，S≤0.025％，其余為鐵。本發(fā)明特點是在高速鋼中增加Mo、V含量來替代傳統軋輥用高速鋼中的W元素，以減少重元素W在離心鑄造時造成的比重偏析，從而使軋輥徑向性能均勻，提高使用穩(wěn)定性。該發(fā)明涉及的高鉬高釩高速鋼具有鑄造偏析小，硬度高，耐磨性強，紅硬性好，強韌性優(yōu)等特點。文檔編號C22C38/56GK101225500SQ200810010288公開日2008年7月23日申請日期2008年1月30日優(yōu)先權日2008年1月30日發(fā)明者夏立軍,宋男男,康秀紅,李殿中,欒義坤申請人:中國科學院金屬研究所