專利名稱：：5Cr5MoWSiV冷軋輥及其熱處理方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及一種5Cr5MoWSiV材料冷軋輥，以及這種冷軋輥的金屬熱處理方法。
背景技術(shù)：
：國內(nèi)冷軋機所用鍛鋼軋輥一般采用傳統(tǒng)的8Cr2MoV、9Cr2Mo、Grl5等Cr2型材質(zhì)，存在淬硬層淺、抗事故性和抗疲勞性能差等問題，使用壽命較低。太原鋼鐵公司引進的森吉米爾軋機最初使用8Cr2MoV中間輥，因材質(zhì)及熱處理工藝原因，抗疲勞性較差，在使用過程中經(jīng)常發(fā)生掉渣及輥面大塊剝落現(xiàn)象，而每次上軋機軋鋼量在1000噸左右，輥耗為0.37kg/t鋼，嚴(yán)重影響軋機的生產(chǎn)效率、鋼板表面質(zhì)量及生產(chǎn)成本。為解決這一問題，需要進行軋輥材質(zhì)設(shè)計及軋輥的熱處理工藝研究。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明目的是為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種具備優(yōu)良的抗事故性、抗疲勞性和耐磨性、硬度高的5Cr5MoWSiV冷軋輥，以及這種冷軋輥的熱處理方法。本發(fā)明5Cr5MoWSiV冷軋輥的成分及其重量百分比為C0.5—0.55%,Si0.8—1.2%，Mn0.25—0.5%，Cr4.9—5.5%，Mo1.5%，V0.4—0.6%，W1.1—1.5%，其余成分為Fe，各成分的重量百分比之和為100%。加入5%Cr可以使淬火時固溶鉻增加，增加奧氏體的穩(wěn)定性，從而提高鋼的淬透性，增加軋輥的有效淬硬層深度。含Cr、Mo、W、V等元素的鋼，當(dāng)合金度增至一定水平并配有適當(dāng)碳含量時，在淬火后回火過程中，隨著回火溫度的升高，由于合金碳化物(Mo2C、W2C等)的析出和殘余奧氏體的轉(zhuǎn)變，回火硬度升高的現(xiàn)象稱為二次硬化。為使所設(shè)計的鋼種具有二次硬化現(xiàn)象和高的回火穩(wěn)定性，鋼中分別加入了1.11.5。/。Mo和W，V在鋼中主要形成彌散度較大的、硬度較高的碳化釩(VC)，是提高鋼耐磨性的主要元素之一，因此在鋼種加入0.5°/。的V。碳和碳化物形成元素之間的相對配比，是影響二次硬化能力的關(guān)鍵性因素。根據(jù)史蒂文(G.Steven)平衡碳(Cp)計算式，可計算出所需碳含量控制范圍Cp=0.033W+0.063Mo+0.06Cr+0.2V=0.480.594%。C含量決定鋼熱處理后強度和硬度，但C含量過高對韌性不利，因此在滿足軋輥硬度和強度的前提下，盡可能降低了C含量，使強韌性得到較好的配合，確定C含量為0.500.55%。Si可提高鋼的淬透性，還可強化基體，提高鋼的回火穩(wěn)定性，Si含量控制在0.81.20%。本發(fā)明5Cr5MoWSiV冷軋輥的熱處理方法是(1)采用高溫固溶加高溫回火工藝進行預(yù)處理先將軋輥經(jīng)空氣爐550°C、鹽爐850。C兩個溫度段預(yù)熱后，用鹽爐加熱到10601140°C，保溫固溶，再將軋輥在淬火油中冷卻到約IO(TC，然后在空氣爐中加熱到72078(TC進行高溫回火，回火后爐冷到50(TC，再空冷到室溫。預(yù)處理的目的在于消除鑄錠和鍛造時所引起的組織不均勻性，改善碳化物的形態(tài)及其分布特征，為最終熱處理做好必要的原始組織準(zhǔn)備。其原理是高溫狀態(tài)下最大限度的固溶碳化物，使碳化物顆粒溶解變小，小顆粒全部溶解，所有鋒利尖角全部溶成圓角，未溶的碳化物數(shù)量變少，粒度趨于一致?？炖湟种贫翁蓟锍舒湢钗龀鲇诰Ы纾辉诟邷鼗鼗疬^程中，碳化物均勻析出。(2)采用中溫淬火加高溫多次回火工藝進行熱處理先將軋輥經(jīng)空氣爐550°C、鹽爐85(TC兩個溫度段預(yù)熱后，用鹽爐加熱到1020108(TC保溫，然后將軋輥在淬火油中冷卻到約IO(TC，然后轉(zhuǎn)入53058(TC硝鹽爐中回火，回火3-4次，每次回火后空冷至5(TC，轉(zhuǎn)下次回火；最后一次回火后采用油冷。熱處理工藝可在軋輥硬度達到5860服C的前提下，有效消除軋輥內(nèi)應(yīng)力，并析出彌散分布的Cr、Mo、V碳化物粒子以增強軋輥的耐磨性。高溫回火后組織穩(wěn)定性高，殘余奧氏體含量控制在3%以下，避免了軋輥使用過程中因殘余奧氏體轉(zhuǎn)變造成的軋輥開裂現(xiàn)象。本發(fā)明適用于硬度要求為5860HRC的冷軋輥制造及其熱處理方法。在保證軋輥硬度要求的前提下，可最大程度提高軋輥組織穩(wěn)定性，消除軋輥的組織應(yīng)力、熱應(yīng)力，使軋輥具備優(yōu)良的抗事故性、抗疲勞性和耐磨性，從而滿足軋機的使用要求。本發(fā)明5Cr5MoWSiV冷軋輥已經(jīng)在太鋼不銹冷軋廠8臺ZR22-52B型軋機全部使用，在使用過程中完全杜絕了中間輥斷輥、開裂、表面大塊剝落現(xiàn)象，而且軋輥在經(jīng)歷了粘輥、斷帶、抽帶等意外事故，經(jīng)復(fù)磨后仍可繼續(xù)正常使用，表現(xiàn)出了優(yōu)良的抗事故性，使用效果達到進口軋輥水平。輥耗由原來的0.37Kg/噸鋼降低為0.081Kg/噸，每年可節(jié)約軋輥采購資金1000萬元以上。具體實施例方式按所設(shè)計鋼種化學(xué)成分生產(chǎn)本發(fā)明軋輥90支，化學(xué)成分及熱處理工藝見表1—3。表1軋輥化學(xué)成分表(％):<table>tableseeoriginaldocumentpage5</column></row><table>表2軋輥預(yù)處理情況表<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>輥耗二軋輥消耗量(kg)/軋鋼量(t)。權(quán)利要求1、一種5Cr5MoWSiV冷軋輥，其特征是該冷軋輥的成分及其重量百分比為C0.5—0.55％，Si0.8—1.2％，Mn0.25—0.5％，Cr4.9—5.5％，Mo1.1—1.5％，V0.4—0.6％，W1.1—1.5％，其余成分為Fe，各成分的重量百分比之和為100％。2、如權(quán)利要求1所述的5Cr5MoWSiV冷軋輥的熱處理方法，其特征是(1)采用高溫固溶加高溫回火工藝進行預(yù)處理先將軋輥經(jīng)空氣爐550°C、鹽爐85(TC兩個溫度段預(yù)熱后，用鹽爐加熱到10601140°C，保溫固溶，再將軋輥在淬火油中冷卻到約10(TC，然后在空氣爐中加熱到720780'C進行高溫回火，回火后爐冷到50(TC，再空冷到室溫；(2)采用中溫淬火加高溫多次回火工藝進行熱處理先將軋輥經(jīng)空氣爐550°C、鹽爐85CrC兩個溫度段預(yù)熱后，用鹽爐加熱到1020108(TC保溫，然后將軋輥在淬火油中冷卻到約IO(TC，然后轉(zhuǎn)入53058(TC硝鹽爐中回火，回火3-4次，每次回火后空冷至50'C，轉(zhuǎn)下次回火；最后一次回火后采用油冷。全文摘要一種5Cr5MoWSiV冷軋輥及其熱處理方法，適用于硬度要求為58～60HRC的冷軋輥，目的是具備優(yōu)良的抗事故性、抗疲勞性和耐磨性、硬度高；本發(fā)明5Cr5MoWSiV冷軋輥的成分及其重量百分比為C0.5-0.55％，Si0.8-1.2％，Mn0.25-0.5％，Cr4.9-5.5％，Mo1.1-1.5％，V0.4-0.6％，W1.1-1.5％，其余成分為Fe；本發(fā)明5Cr5MoWSiV冷軋輥的熱處理方法是先采用高溫固溶加高溫回火工藝進行預(yù)處理，再采用中溫淬火加高溫多次回火工藝進行熱處理。文檔編號C21D1/18GK101381843SQ20081007959公開日2009年3月11日申請日期2008年10月17日優(yōu)先權(quán)日2008年10月17日發(fā)明者原凌云,崔天燮,張曉琨,徐芳泓,陳建禮申請人:山西太鋼不銹鋼股份有限公司