高速钢轧辊研究的进展

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高速钢轧辊

【原创】高速钢轧辊的性能与应用作者: xucz 发布日期: 2009-04-08 13:46轧辊是钢铁材料生产中的重要构件，而其本身材质开发与应用也十分重要，在此简要概述一下高速钢辊材的发展与应用，抛砖引玉，请大家讨论！1，应用现状轧制过程自动化、连续化、重型化是现代轧制技术的发展方向。

近年来，随着我国汽车、家电、铁路、桥梁、建筑业的快速发展，推动了轧钢工业的迅速发展，对轧材的尺寸精度、表面质量、使用性能也提出了更高的要求，促进了轧制技术的进步，轧辊的工作环境越来越苛刻，轧辊的使用性能要求也越来越高。

如何提高轧辊的使用性能以适应轧钢的需求是轧辊工作者面临的新课题。

上世纪末，高速钢复合轧辊工业应用已经取得成功，高速钢复合轧辊是将工作层和芯部以熔铸方式复合起来的高性能轧辊，工作层具有高硬度、高耐磨性和优异的抗热裂纹性能。

采用锻钢、铸钢或球墨铸铁作为轧辊芯部材料具有较高的强韧性。

高速钢复合轧辊充分发挥了两种材料的性能优势，使用寿命比高铬铸铁轧辊提高3倍以上。

目前，高速钢轧辊主要应用于热轧精轧前段机架，并逐步向后段机架推广，有可能在未来十年内完全取代高铬铸铁轧辊。

高速钢轧辊的使用可以减少换辊次数、降低辊耗和周转量，还可以提高轧制精度、实现无规程轧制，具有广阔的应用前景。

1988年日本首先开始采用高速钢轧辊，美国在90年代初开始引入高速钢轧辊，欧洲起步相对较晚但发展很快，我国大型高速钢复合轧辊还处于研制阶段，关键生产工艺尚未成熟，高速钢复合轧辊的使用也仅限于宝钢等几家大型钢铁企业。

开展高速钢轧辊的制造和使用技术研究，可以为新型高速钢轧辊的推广应用奠定基础，因而具有十分重要的实用价值。

未完，待续......相关回复：作者: xucz 发布日期: 2009-04-08 14:05热轧工作辊的工况条件非常复杂，承受剧烈的机械负荷、热负荷和冷却水的循环作用，因而存在多种损伤形式。

热轧工作辊承受的基本应力可分为三类：1). 机械应力：即在轧制过程中，由轧制载荷而产生的直接剪应力、弯曲应力和为了驱动轧辊克服轧制摩擦力所必需的转矩而产生的扭转剪切应力，尤其是在咬钢和抛钢瞬时产生的机械冲击负荷，加剧了机械应力的作用。

轧辊行业研究报告

轧辊行业研究报告1. 引言轧辊是钢铁工业中关键的设备之一，用于将钢坯或钢材压制成所需的形状和尺寸。

轧辊行业是一个与钢铁行业紧密相关的产业，随着钢铁行业的不断发展壮大，轧辊行业也得到了迅猛的发展。

本文将对轧辊行业进行深入研究，分析行业发展现状、存在的问题以及未来的发展趋势。

2. 行业概述2.1 行业定义轧辊是一种用于钢铁压制加工的工具，其主要作用是改变钢材的形状和尺寸。

轧辊行业是指生产、销售轧辊的相关企业和机构，包括轧辊制造商、经销商、研究机构等。

2.2 行业发展历程轧辊行业起源于18世纪末的英国工业革命时期，随着钢铁行业的发展壮大，轧辊行业也得到了迅猛的发展。

在过去的几十年中，随着钢铁产能的不断扩大和钢铁产品质量的提高，轧辊行业得到了快速发展和壮大。

2.3 行业规模截至目前，全球轧辊市场总销售额已超过1000亿美元。

中国是全球最大的轧辊生产和消费国家，拥有世界上最多的轧辊制造企业。

其他重要的轧辊生产国家包括日本、德国和美国等。

3. 行业现状分析3.1 市场需求轧辊是钢铁行业中不可或缺的关键设备，市场需求主要来自于钢铁制造企业。

随着钢铁行业的发展和产能的不断扩大，对高品质、高效率的轧辊需求不断增加。

3.2 行业竞争格局轧辊行业竞争格局较为激烈，主要竞争因素包括产品质量、性能、价格和售后服务等。

中国市场竞争激烈，企业之间竞争压力较大。

同时，国际竞争也较为激烈，国外品牌在高端市场占有较大份额。

3.3 技术发展趋势随着科技的进步和创新，轧辊行业也在不断演变和发展。

目前，高强度、高耐磨性的轧辊成为技术发展的主要方向。

同时，数字化技术在轧辊制造和运行中的应用也越来越广泛。

4. 行业问题分析4.1 价格压力由于市场竞争激烈和价格敏感度较高，轧辊行业存在较大的价格压力。

企业需要在保持产品质量和性能的前提下寻找更具竞争力的价格策略。

4.2 产品质量不稳定由于制造工艺和材料选择等因素的限制，轧辊行业中存在一定程度的产品质量不稳定问题。

高速钢轧辊的耐磨性

高速钢轧辊的耐磨性研究————金属材料研究专题结课论文学院：材料科学与工程学院班级：10级焊接一班姓名：王玉玮学号：100102030018高速钢轧辊的耐磨性研究摘要：高速钢轧辊由于其高耐磨性、高硬度和耐氧化性能，在热轧机上表现突出。

轧辊在轧制过程中循环受热造成表面氧化，从而显著的改变工作辊与热轧材料之间的接触和摩擦方式。

本文中使用高温显微镜观察研究高速钢轧辊材料表面氧化膜的形成和分布。

通过表面观测表明，高速钢材料的氧化膜最初在碳化物和基体的晶界处生长，并迅速的覆盖在碳化物表面，随后持续生长至覆盖整个材料的表面。

高速钢材料这种特殊的氧化特性对于轧辊表面形态有特别重要的意义。

在氧化气氛下，水蒸气同时增加基体和碳化物的氧化速率。

通过小型两辊轧机和Gleeble 3500热-力学模拟试验机来研究静态热轧条件下高速钢轧辊与低碳钢试样之间的摩擦行为。

试验结果表明，表面光洁和氧化后的轧辊表面具有完全不同的摩擦行为，不管是在不同的压下量还是温度条件下，有氧化膜的轧辊的摩擦力总是比光洁的轧辊要高。

工作辊的表面状况对于粗糙度有决定性的影响。

关键词：高速钢表面氧化摩擦性能热轧制1、绪论高速钢轧辊由于具有优秀的耐磨性、高的硬度和耐氧化性，无论在热轧机的粗轧或是精轧阶段，都比传统高铬钢轧辊以及无限冷硬铸铁轧辊表现出优势。

在热轧过程中与钢坯的瞬时接触，使轧辊表面被加热到接近650℃，随后又冷却至500℃左右。

这种循环受热导致辊面氧化膜的产生，显著的改变工作辊和轧制材料之间的摩擦性能。

人们在研究轧辊表面氧化膜的摩擦学性能方面做过很多实验和数据研究，这些研究显示，氧化膜的物理性质和机械性能决定了辊面质量，并可能导致轧制材料的表面缺陷。

在轧制过程中，接触小于30次/分钟时，氧化膜会在高温、机械疲劳和压力的作用下剥落。

因此研究高速钢轧辊材料使用初期的氧化行为显得十分必要。

轧辊的磨损失效方式有四种：表面磨损、机械疲劳、热疲劳、化学腐蚀。

轧辊材料及其热处理工艺发展的现状与趋势

轧辊材料及其热处理工艺发展的现状与趋势一、引言轧辊是冶金工业中重要的加工设备之一，其材料和热处理工艺的选择直接影响到生产效率和产品质量。

本文旨在探讨轧辊材料及其热处理工艺发展的现状与趋势。

二、轧辊材料的发展历程1. 初期阶段20世纪初，轧辊主要采用灰铸铁、钢等材料制作。

由于灰铸铁硬度低、易断裂，而钢又容易变形和开裂，因此这些材料并不适合用于高温高压下的轧制过程。

2. 中期阶段20世纪30年代至50年代，高速钢、合金钢等新型材料开始应用于轧辊制造中。

这些材料具有优异的耐磨性和耐腐蚀性能，在生产中得到了广泛应用。

然而，随着生产技术的不断提高，这些材料已经不能满足对轧辊寿命和精度等方面的要求。

3. 现代阶段20世纪70年代以来，各国开始大力推进新型轧辊材料的研发和应用。

目前，常用的轧辊材料包括高铬铸铁、高速钢、合金钢、碳化钨等。

这些材料具有极高的耐磨性和耐腐蚀性能，能够满足高温、高压下的轧制要求。

三、轧辊热处理工艺的发展趋势1. 热处理工艺优化目前，轧辊热处理工艺已经成为提高轧辊性能和寿命的重要手段之一。

未来，随着生产技术的不断提高，热处理工艺将更加精细化和个性化，以适应不同材料和工艺条件下的需求。

2. 新型热处理技术应用近年来，一些新型热处理技术开始应用于轧辊制造中。

例如等离子表面改性技术、超声波表面淬火技术等。

这些新技术可以大幅度提升轧辊表面硬度和耐磨性能，在提高生产效率和产品质量方面具有广阔的应用前景。

3. 绿色环保热处理技术随着环保意识的不断提高，绿色环保热处理技术将成为未来的发展趋势。

例如，采用低温硝化、氮化等绿色环保工艺代替传统的高温氮化工艺，不仅可以降低能耗和排放，还能提高轧辊表面质量和性能。

四、结论综上所述，随着生产技术的不断提高和人们对产品质量的要求不断提升，轧辊材料和热处理工艺也在不断发展和创新。

未来，我们可以预见到轧辊材料将更加多元化和个性化，热处理工艺将更加精细化和环保化。

这些发展趋势将为轧辊制造业带来更广阔的发展前景。

轧辊技术发展回顾和展望

轧辊技术发展回顾和展望轧辊技术发展回顾与展望编者按本文概括了热轧扁平材所使用的轧辊技术以及实践经验。

经过30年缓慢发展之后，目前客户对生产率以及产品质量的高要求推动轧辊技术不断开发。

国际上的发展已经有目共睹，特别是为满足目前的表面质量要求，必须采用高速钢轧辊。

目前，最急需解决的问题是改进最后几架轧机的工作辊。

扁平材生产企业面临的主要问题近2～3年，钢铁工业面临众多严峻挑战：首先是产能过剩；其次是经济极度萧条所导致的价格过度竞争。

为此，全球钢铁工业做出巨大调整，如下调整是事先没有预测到的。

———日本合并：近30年以来，日本大型钢铁联合企业首次进行合并并缩小运行规模；———北美企业破产：产能过剩导致热轧卷现货价格降到30年来的最低水平。

许多钢铁联合企业被指控倾销钢材，无奈之下采取破产保护；———欧洲经济联盟：经济联盟带来的压力导致进一步的合并和缩小规模。

尽管面临上述挑战，但全球仍有许多大型钢铁企业进行改造，其中一些改造成本超过了最初的建设成本。

大部分改造不是用来增加产能，而是为了提高扁平材的质量。

二代热轧机合理化———只有最好的能生存下来北美建成的二代热轧机有12套以上，这些热轧机配备连续式粗轧机组、低效的推钢式板坯加热炉和80英寸宽轧机。

而且大多热轧机所采用的原料为铸锭。

此时热轧机的生产率较低，质量并不是很重要，但随后的生产表明：产量决定一切。

世界钢产量从3亿t增加到6亿t 以上。

此时热轧卷主要作为最终产品进行销售。

从1975年到1985年这一钢需求周期中，上述一部分热轧厂进行了再投资。

所有二辊式万能板坯初轧机均被停产，新建了几套半连续式热轧机，并配备了高效步进梁式加热炉，而且，为提高生产率和产品质量，引进了高铬轧辊。

这一时期客户的要求越来越高，但产量仍然是最重要的。

20世纪90年代是又一个需求高峰期，这一时期观察到新的现象：开始引入紧凑式带钢生产工艺（CSP）。

该工艺缩短了交货期，而且极大地降低了生产成本，这使得钢铁联合企业感到震惊。

高速钢轧辊的加工技术的进步

高速钢轧辊的加工技术的进步
两年来，经过多方面的改进，高速钢轧辊的加工效率已经大大提高，无论是轧辊的外圆加工，还是轧辊的孔型加工，车削速度都可以达到50转/分钟以上，进刀深度可以达到5毫米左右，加工一支Φ380mm×650 mm高速钢轧辊的工作面仅需要25分钟~30分钟。

对于轧制Φ10mm螺纹钢K1架成品孔型的加工，轧辊的孔型加工分为粗开孔型和精开孔型两道工序，加工设备即使采用C8450或C8463普通轧辊车床，粗开一支Φ380mm×650 m m高速钢轧辊28个孔也仅需要17分钟；精开孔型过程，包括上下件及换刀时间，一个半小时就能加工好一支轧辊，整个K1架成品孔型的加工时间仅用2个小时就可以完成，加工效率比以往提高了8倍以上。

横肋的铣削加工效率也有了很大的改善，铣床比如采用数控飞刀铣床加工， 20分钟~30分钟就可以铣一个孔型，不到2个班就完全可以完成对一支Φ380mm×650 mm高速钢轧辊2 8个孔型肋筋的铣削加工。

国内外热轧辊材料研究进展

国内外热轧辊材料研究进展热轧辊在钢铁生产过程中起着至关重要的作用，它直接影响到产品质量和生产效率。

随着钢铁行业的发展，对热轧辊材料的研究也越来越重要。

本文将对国内外热轧辊材料研究的进展进行详细介绍。

目前，国内外热轧辊材料的研究主要集中在以下几个方面：材料的选择、制备工艺、表面改性和功能化设计等。

首先，对于材料的选择，国内外学者主要围绕高合金铸铁、微合金钢和高速钢等材料进行研究。

高合金铸铁具有优异的高温强度和良好的抗磨性能，适用于高温、高负荷的工作环境。

微合金钢具有较高的强度和韧性，能够满足较高的工作强度要求。

高速钢则以其高硬度和耐磨性闻名，能够有效延长热轧辊的使用寿命。

其次，制备工艺的研究主要包括铸造工艺和热处理工艺。

针对高合金铸铁，国内外学者研究了不同冷却速度、化学成分和注浆温度对铸铁性能的影响。

微合金钢的研究主要集中在钢水净化、连铸和热轧过程中的控制技术。

高速钢的制备主要采用粉末冶金法和热加工工艺。

此外，表面改性技术也是国内外研究的热点之一、研究人员通过沉积技术、电化学处理和激光熔覆等方法，将耐磨、耐高温薄膜材料沉积在辊面上，提高了辊材的耐磨性和表面硬度。

同时，也有学者将特殊功能材料沉积在辊材表面，例如导磁材料、隔热材料和氧化铝涂层，以提高热轧辊的工作效率和产品质量。

最后，热轧辊材料的功能化设计也是研究的一个热点。

研究者通过调整材料的化学成分、晶粒结构和显微组织等方式，实现辊材在不同工作环境下的最佳性能。

例如，通过添加纳米颗粒和晶界工程等方式来提高辊材的强度和韧性，在高温、高负荷工作条件下保持辊材的稳定性。

总的来说，国内外在热轧辊材料研究方面取得了一定的进展，但仍存在一些挑战。

例如，高合金铸铁辊材在高温条件下容易出现热疲劳裂纹，微合金钢在强切削条件下容易出现剥皮和龟裂等问题。

因此，今后的研究还需要进一步解决这些问题，并通过材料的改性、工艺的优化和设计的创新，提高热轧辊材料的性能，满足钢铁工业的需求。

(完整版)国内外热轧辊材料研究进展

国内外热轧辊材料研究进展轧辊是轧钢生产中的主要消耗备件之一，轧辊消耗约为轧钢生产成本的5%-15%。

如果考虑因轧辊消耗而带来的生产停机、降产和设备维护增加等因素，则其所占生产成本的比重会更高。

轧辊质量不仅关系到轧钢生产成本和轧机生产作业率，还在很大程度上影响轧材质量。

随着轧钢技术的发展，轧机速度和自动化程度不断提高，对轧辊质量特别是轧辊的耐磨性、强度及韧性等提出了更高的要求。

进一步提高轧辊性能以适应轧机的需要，是轧辊研制者面临的新课题。

目前，我国轧辊的生产、研究与使用水平，与发达国家相比，仍有相当大的差距。

为了满足轧钢生产的实际需要，我国每年都需要花费大量的外汇进口轧辊。

如果我国的轧辊消耗能降低30%-40%，不仅能节省大量外汇，而且还可以节省大量的轧辊材料。

改变轧辊材质是提高轧辊性能的重要措施。

轧辊材质发展的明显趋势是广泛使用合金元素且逐渐提高合金化程度。

如热轧带钢精轧前段由20世纪30年代的高镍铬无限冷硬铸铁轧辊发展到60年代的半钢工作轧辊，70年代开始使用高铬铸铁轧辊和高铬铸钢轧辊，80年代末开始使用高速钢轧辊。

冷轧带钢工作辊材质由2%Cr钢发展到3%Cr、5%Cr钢，到了90年代开始使用半高速钢，近来也开始使用高速钢。

棒线材和型材轧机轧辊材质也由普通冷硬铸铁、合金球墨铸铁、高镍铬无限冷硬铸铁、高铬铸铁、锻造合金工具钢发展到硬质合金。

目前，高速线材轧机和棒材轧机上使用高速钢轧辊也获得了满意的效果。

1热轧辊材料研究概况热轧生产中，轧辊使用条件非常恶劣，主要是因为热轧辊常与温度高达900-1100℃的轧材接触，辊面温度高达500℃，轧辊使用中除了承受强大的轧制力，辊面受轧材的强力磨损外，在高温的作用下，辊面易产生氧化，氧化膜易脱落，加剧轧辊的失效。

此外，轧辊还反复被轧材加热及冷却水冷却，经受温度变化幅度较大的激冷激热，产生很大的热应力，逐渐导致热疲劳裂纹的产生，热疲劳裂纹在轧制力的作用下不断扩展，最终导致轧辊表面破裂甚至剥落，促进轧辊失效。

高速钢轧辊研究的现状及展望

差别很大, 采用普通离心铸造方法时, 合金易产生偏
析而严重影响高速钢复合轧辊质量。 90 年代初, 日
本川崎制铁公司[ 6 ] 分析了离心铸造高速钢轧辊的偏
析主要是M C 型碳化物的偏析, 严重影响轧辊的耐
磨性, 研究发现M C 型碳化物主要是一次结晶 V C
碳化物的偏析, 因 V C 与钢水的密度相差较大所致。
·68·
钢铁第 35 卷
高速钢复合轧辊是利用具有高硬度, 尤其是具有很好红硬性、耐磨性和淬透性的高速钢作为轧辊的工作层, 用韧性满足要求的锻钢、铸钢、高强度灰铁或球铁作为轧辊的芯部材料, 把工作层和芯部以冶金结合的方式复合起来的高性能轧辊。其主要特点如下。
第 35 卷第 5 期 2000年5月
·综合论述·
钢铁 IRON AND ST EEL
V o l. 35, N o. 5 M ay 2000
高速钢轧辊研究的现状及展望
符寒光
(北京冶金设备研究院)
摘要介绍了高速钢、半高速钢轧辊的性能、制造方法和应用现状。为扩大高速钢轧辊的应用, 提出了今后轧辊研究中值得重视的一些问题。关键词高速钢半高速钢复合轧辊热轧冷轧α
1) 高铬铸铁硬度用维氏硬度计测量, 其成分: 212 % C、21 % C r、0141 %N i、0192 %M o。
磨性是非常有利的。
(5) 常用锻钢冷轧工作辊 (019 % C、5 % C r) 在回火温度升高时, 硬度下降, 而半高速钢复合冷轧辊在 500 ℃回火仍然保持 94 (H S) 的高硬度 (图 2) , 由于半高速钢轧辊具有优异的抗回火软化能力, 使其抗事故能力显著增强。
高速钢轧辊还具有良好的淬透性在室温下工作层50mm范围内从辊表面到芯部的硬度降小于高速钢轧辊的硬度降明显小于无限冷硬铸铁轧辊可确保轧辊从外到内都具有良好的耐2各种材质轧辊中碳化物的形态和硬度tableformrollithdifferentmaterial轧辊材质碳化物类型组织形态硬度hv冷硬铸铁fe3c网状1340高铬铸铁cr7c3孤立分布16001800高速钢vc粒状2800高速钢6c细板条状16002400table3hoallkindsrollmaterial材料牌号抗弯强度mpa硬度hrc20硬质合金yg84717677747571726869高速钢w18cr4v96164646263工具钢crwmn65585247高铬铸铁805hv743hv657hv217hv高铬铸铁硬度用维氏硬度计测量其成分

高速钢轧辊工艺的改进与研发

高速钢轧辊工艺的改进与研发文章首先总结了高速钢轧辊的主要优势，然后从离心铸造法，连续浇注外层成型法、电渣重熔法、以及液态金属电渣溶解法这四个方面入手，对高速钢轧辊的制造工艺进行了研究，并就工艺改进方面的关键要点予以说明，望引起各方人员的关注与重视。

标签：高速钢轧辊；工艺；改进；优势从轧钢技术发展的角度上来说，提高轧材质量，改善轧钢进度，降低轧钢成本是最主流的发展方向。

以带钢轧制为例，交叉轧制、弯辊技术、多辊轧机、低温及大压下量轧制、连铸连轧短流程等技术对轧辊耐磨性、强度及韧性等提出了更高的要求。

国外于80年代末开发了铸造高速钢轧辊，将其作用于包括带钢热连轧机的精轧段、粗轧段、钢管轧机和高速线材轧机的预精轧段等多个领域中，优势相当明显，国内也开始重视对高速钢轧辊工艺的应用。

文章即从这一角度入手，围绕高速钢轧辊工艺改进与研发方面的相关问题展开分析与探讨。

1 高速钢轧辊主要优势分析相对于传统意义上的钢轧辊而言，高速钢轧辊无论是从室温还是高温耐磨的角度上来说，均具有非常突出的优势。

同时存在较高的硬度和很好的红硬性特征，其抗热裂性能以及抗事故性能均非常突出。

从显微组织的角度上来说，主要是由MC、以及M6C合金碳化物镶嵌于奥氏体基体之上所形成的。

MC以及M6C具有非常突出的硬度优势，加上奥氏体基体具有较高的热稳定性，且在镶嵌过程当中有大量的合金元素参与反应，在回火期间能够析出一定的弥散性碳化物，产生二次回火后硬化现象，促进马氏体分解温度的提升，表现出更加确切的硬性优势。

高速钢轧辊的适应性非常强，能够在延长使用寿命的同时，达到提高轧材质量的目的，可以将其广泛应用于热带连轧精轧机架和各种材质带钢的无规程轧制工作当中，促进其优势的进一步发挥。

2 高速钢轧辊制造技术分析2.1 离心铸造法离心铸造法的主要特点是：将液态外层材料和芯部材料以一定的时间间隔浇入铸型内。

离心旋转时间、辊芯金属液浇注间隔时间、浇注温度及防止外层金属元素偏析和内外层材料界面氧化是此方法制造轧辊成败的关键。

(完整版)国内外热轧辊材料研究进展

国内外热轧辊材料研究进展轧辊是轧钢生产中的主要消耗备件之一，轧辊消耗约为轧钢生产成本的5%-15%。

如果考虑因轧辊消耗而带来的生产停机、降产和设备维护增加等因素，则其所占生产成本的比重会更高。

轧辊质量不仅关系到轧钢生产成本和轧机生产作业率，还在很大程度上影响轧材质量。

随着轧钢技术的发展，轧机速度和自动化程度不断提高，对轧辊质量特别是轧辊的耐磨性、强度及韧性等提出了更高的要求。

进一步提高轧辊性能以适应轧机的需要，是轧辊研制者面临的新课题。

目前，我国轧辊的生产、研究与使用水平，与发达国家相比，仍有相当大的差距。

为了满足轧钢生产的实际需要，我国每年都需要花费大量的外汇进口轧辊。

如果我国的轧辊消耗能降低30%-40%，不仅能节省大量外汇，而且还可以节省大量的轧辊材料。

改变轧辊材质是提高轧辊性能的重要措施。

轧辊材质发展的明显趋势是广泛使用合金元素且逐渐提高合金化程度。

冷轧带钢工作辊材质由2%Cr钢发展到3%Cr、5%Cr钢，到了90年代开始使用半高速钢，近来也开始使用高速钢。

棒线材和型材轧机轧辊材质也由普通冷硬铸铁、合金球墨铸铁、高镍铬无限冷硬铸铁、高铬铸铁、锻造合金工具钢发展到硬质合金。

目前，高速线材轧机和棒材轧机上使用高速钢轧辊也获得了满意的效果。

高速钢轧辊研究的进展

2002年12月December 2002钢　铁　研　究Research on Iron &S teel第6期(总第129期)N o.6　(Sum129)・综述与评介・高速钢轧辊研究的进展符定梅(北京科技大学) 符寒光　邹德宁(西安交通大学)摘　要　高速钢轧辊具有硬度高、红硬性好、耐磨性好等优点,在轧钢行业获得了广泛的应用。

本文综述高速钢轧辊的成分、组织、性能、制造方法、应用效果,以及在使用中应注意的问题,并展望了高速钢轧辊的研究和发展方向。

关键词　高速钢轧辊　制造方法　耐磨性PR OGRESS ON STU DY OF HIGH SPEE D STEE L R OLFu Dingmei(University of Science and T echnology Beijing )Fu Hanguang Z ou Dening (X i ’an Jiaotong University )Synopsis S ince high speed steel roll has advantages of high hardness ,g ood red hardness and excellent wear -resistance ,it has been widely used in steel rolling industry.This paper reviews the com position ,structure ,properties ,manu facturing methods and service results of high speed steel roll.In addition ,s ome problems of using it and the trends of research and development in this field are als o described.K eyw ords high speed steel roll manu facturing methods wear -resistance联系人:符寒光,高级工程师,上海市(201900)上海宝山区三村34号301室1　前　言轧钢技术的进步,包括对更高的轧制效果、更高的轧材质量和更低的轧制成本的不懈追求,使轧辊制造技术也在发生飞跃性发展。

铸造高速钢轧辊材质研究进展

碳含量高容易产生碳化物偏析，降低高速钢韧度，因此高速工具钢的碳含量通常是在 0.60%~1.50%。高速钢轧辊要求具有足够的耐磨性，必须提高轧辊工作层中碳化物的数量。淬火加热时，部分碳化物溶于奥氏体，从而保证了马氏体的硬度，回火时合金碳化物呈弥散析出，造成二次硬化；未溶的碳化物起着阻止晶粒长大和耐磨的作用。高速钢轧辊中的碳大部分与钨、铬、钼和钒等形成碳化物，少量的进入基体。当基体含碳量少于 0.3%时，将减弱热处理效果，大于 0.6%时，会使残余奥氏体和片状马氏体大量增加，从而降低轧辊的断裂韧度。高速钢轧辊中碳含量，尤其是碳和碳化物形成元素之间的比例，对轧辊性能产生很重要的影响。通常依据下述经验公式并结合生产实际，确定高速钢轧辊的碳含量较为合理。
力消耗降低，有助于降低轧钢成本和提高轧材质量。总成分也有所差异，常用高速钢轧辊成分见表 1。
结 20 多年来国内外在高速钢轧辊材质研究中取得的成
表1 国内外高速钢轧辊成分对比
果，对加快我国高速钢轧辊的开发和推广应用，无疑具
Table 1 The composition contrast of high speed steel roll
作者简介：符寒光（1964-），男，湖南桃江人，博士，高级工程师，主要从事材料和轧辊制造技术研究。电话：010-67396244，E-mail：fhg64@
铸造
符寒光：铸造高速钢轧辊材质研究进展
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2 高速钢轧辊中合金元素的作用
高速钢轧辊中常含有铬、钒、钨、钼等合金元素，部分高速钢轧辊中还含有铌、钴、镍等元素，合金元素的主要作用如下。 2.1 铬
图1 合金元素对2%C-6%V钢耐磨性影响 Fig. 1 Effects of alloying elements on wear resistance of 2%C-6%V steel

轧辊用高速钢材料的研究现状

轧辊用高速钢材料的研究现状提高轧材内在质量和尺寸精度、降低生产成本一直是轧钢工作者不懈追求的目标。

应用轧制新技术可以有效提高轧材的质量,但同时也对轧辊质量特别是轧辊的耐磨性、强度及韧性等提出了更高的要求。

改变轧辊材质是提高轧辊性能的重要措施,轧辊材质发展的趋势是广泛使用合金元素且逐渐提高合金化程度,以在轧辊辊身表面形成较多较硬的碳化物,提高轧辊的耐磨性。

为适应这一要求,20世纪80年代末日本首先开发出了铸造高速钢轧辊并将其正式用于带钢热连轧机上。

之后不久,欧美各国钢铁企业也纷纷开发使用高速钢轧辊。

目前,高速钢轧辊已在带钢热连轧机粗、精轧机架,冷轧带钢轧机,高速线材轧机的预精轧机架和棒材轧机上获得了广泛的应用。

其综合使用寿命是传统轧辊材料的3~10倍,经济效益十分显著。

1高速钢轧辊的特点高速钢轧辊是利用具有高硬度,尤其是具有很好红硬性、耐磨性和淬透性的高速钢作为轧辊的工作层,用韧性满足要求的高强度灰铁、球铁、铸钢及锻钢作为轧辊的芯部材料,把工作层和芯部以冶金结合的方式复合的高性能轧辊。

1.1 高速钢轧辊的化学成分特点(1)含有较多的C和V。

C和V可以形成高硬度的MC型碳化物,提高轧辊耐磨性。

(2)有较高的Cr含量。

Cr含量高,可在轧辊组织中形成一定数量的M7C3型碳化物,有利于降低轧制力和改善轧辊辊面的抗粗糙性。

(3)含有一定量的Co(不超过10%)。

Co可提高高速钢轧辊的红硬性,从而提高轧辊耐磨性。

(4)离心铸造高速钢轧辊中含有不超过5%的Nb。

Nb不但可以降低因合金元素密度差大而引起的偏析,还可细化凝固组织,减少网状碳化物,提高轧辊的热疲劳抗力。

因轧制钢种、轧机条件及轧辊制造方法的不同,高速钢轧辊的化学成分也有所差异,常用的高速钢轧辊化学成分。

1.2 高速钢轧辊的组织特点碳化物的种类、形状、体积分数及分布是决定高速钢轧辊性能的主要因素。

高速钢轧辊材料的微观组织结构与合金成分设计和工艺条件等因素有关,因材料成分和工艺条件不同,可出现了各种不同的研究结果。

高速钢轧辊在唐钢不锈钢1580的使用与发展

5I ndustry development行业发展高速钢轧辊在唐钢不锈钢1580的使用与发展张欣觌，董军海，李玉林，孟庆峰（河钢唐钢不锈钢有限公司，河北唐山 063103）摘要：高速钢轧辊具有优良的生产工艺特点，决定了其优良的使用性能。

轧辊在1580轧机上的应用，不仅降低了轧辊的消耗量，而且降低了磨削成本，提高了轧机的作业效率，改善了带钢板形和表面质量。

文章作者结合自己工作经验，介绍了高速钢轧辊的特点、成分与组织性能及其在唐钢不锈钢1580的使用与发展过程。

关键词：高速钢轧辊；冷却；轧机振动中图分类号：TG333.17 文献标识码：A 文章编号：11-5004（2020）22-0005-2 收稿日期：2020-11作者简介：张欣觌，男，生于1993年，汉族，河北唐山人，本科，助理工程师，研究方向：金属材料加工。

在轧钢生产中轧辊属于主要消耗备件之一，在整个轧钢生产成本中轧辊消耗成本约占5％~15％。

而且普通的高Cr 铸铁轧辊耐磨性差，公里数短，轧辊的质量直接关系到轧钢的生产成本和轧机的生产效率，它还在很大程度上影响带钢板的形状控制和表面质量。

因此，改变轧辊材料质量是提高轧辊性能的主要措施，轧辊材料质量的发展趋势是合金元素的广泛应用以及合金化程度逐步提高。

因为高速钢轧辊表面具有较高的耐磨性、良好的抗热裂性和抗咬合力；在轧辊的使用过程中表面会形成氧化膜非常致密，不易脱落，轧辊表面质量好。

国内外热带连轧机精轧前段使用结果表明，其耐磨性是传统高铬铸铁轧辊的3~5倍[1]。

为了减少轧辊消耗，减少换辊次数，提高轧机作业效率，不锈钢1580线对高速钢轧辊的使用研究迫在眉睫。

1 高速钢轧辊的成分及性能研究1.1 高速钢轧辊的化学成分高速钢轧辊是用更多的碳和钒制成的。

高速钢轧辊中碳化物的总体积分数和不同类型碳化物的体积分数与其成分密切相关。

高速钢轧辊中碳化物的体积分数为9%~15%，高速钢中碳化物的体积分数不超过8%。

高速钢轧辊的特点

高速钢轧辊的特点、制造、应用及研发趋势2013-12-19 09:46:001高速钢轧辊特点高速钢轧辊的特点主要体现在以下七个方面：1）碳化物硬度高。

以往使用的轧辊，其基体上分布的多为Fe3C型或M7C3型共晶碳化物，组织粗大，硬度较低。

高速钢轧辊一般采用高C、高V型高速钢，另外还含有较多的Cr、Mo、W、Nb和Co等合金元素，在凝固和热处理过程中，这些合金元素形成了一次和二次碳化物。

高铬铸铁轧辊碳化物是M7C3（2500 Hv）和M23C6（1600 Hv）。

无限冷硬铸铁轧辊中，碳化物是Fe3C（l300 Hv）。

而高速钢轧辊主要含有MC（3000 Hv）、M7C3（2500 Hv）和M6C（2000 Hv），它能替代一般轧辊，从而提高耐磨性。

另外，随着V含量增加，高速钢组织中骨骼状的M6C型碳化物向粒状的VC型转化。

2）热稳定性好。

高速钢轧辊中含有较多的W、Cr、Mo、V和Nb等元素，具有较好的热稳定性，研究发现，普通轧辊材质的硬度随温度升高而明显下降，而高速钢轧辊在600℃仍保持有500 Hv，这必将大大提高轧辊的耐磨性。

特别是当添加分布于基体组织的Co元素时，这种倾向更加明显。

3）使用中易形成氧化膜。

轧制过程中如在轧辊表面形成连续、致密、均匀、粘结性好的氧化膜，不但可降低轧辊与轧材间的摩擦系数，而且可提高轧材尺寸精度和表面质量。

普通轧辊使用初期由于无氧化膜保护，磨损较大。

高速钢轧辊使用中氧化膜能很快形成，氧化膜的出现，可降低带钢与轧辊表面的摩擦，防止轧辊粘钢，提高轧辊寿命。

同普通轧辊相比，高速钢轧辊的初期磨损较低，这对于提高高速钢轧辊耐磨性是十分有利的。

4）淬透性好。

高速钢轧辊具有良好的淬透性，在室温下，工作层50mm范围内，从辊表面到芯部的硬度降小于3HS，可以确保轧辊从外到内都具有良好的耐磨性。

5）优良的强韧性。

高速钢轧辊与一般的无限冷硬铸铁、高铬铸铁和半钢轧辊相比较，其基本机械性能抗拉强度和断裂韧性值均优于高铬铸铁轧辊和无限冷硬铸铁轧辊，与半钢轧辊接近。

中国轧辊行业的技术现状及发展趋势

中国轧辊行业的技术现状及发展趋势中国轧辊行业的技术现状及发展趋势一、中国轧辊行业的基础情况轧辊企业经过50年的努力奋斗，产品品种和质量有了较大提高和改观，国内轧辊制造企业能够生产和满足中、小型型钢、连续棒材、高速线材、无缝钢管、窄带钢、中宽带钢等轧机轧辊的使用要求。

轧辊作为轧钢机的重要工具及消耗件，将伴随着轧钢技术的进步和轧钢装备的不断更新换代而发展。

国内轧钢行业是靠大量投资，引进国外最先进装备快速发展起来的，轧辊行业则主要靠自力更生，不断技改、扩建而推动发展，与轧钢行业相比，轧辊行业的发展较慢，经历更艰辛。

随着国内轧机和产量的不断增加，轧辊消耗和需求量亦在逐年增加，然而国内轧辊低档次产品供大于求，产品过剩，制造厂竞相压价，而高档优质轧辊供应不足，依靠进口的局面始终未能得到彻底改变。

目前，国内大型板带轧机和热轧宽带钢连轧机使用的各类轧辊约有一半需从国外进口，国际上的先进轧辊制造企业及其生产的各种类型的优质轧辊已悉数进入国内市场。

国内虽然已经能够小批量生产，但生产的产品还不能稳定达到国际同类产品的技术指标和性能，无法全面满足现代化轧机的使用及供货要求。

综上所述，我国大、中型优质轧辊的生产和供应仍是轧辊企业需要通过引进技术、资金和通过自主技术创新和技术进步来解决的首要问题。

巨大的轧辊需求量，要求国内轧辊制造企业认真细分市场，寻求产品定位，形成具有自主知识产权的主导产品。

只有掌握世界轧辊发展的信息，加强基础性研究工作，加大轧辊新产品、新工艺的前期投入，建立必备的试验检测手段，配备相对稳定的研发人员，加强轧辊生产过程和工艺关键点控制，建立适合企业运行的创新体系，才能保证轧辊企业在激烈的市场竞争中，保持强盛不衰的竞争能力。

才能开发出高质量优质轧辊，满足现代化轧机的使用要求，才能使国内的轧辊在国际轧辊市场上占有重要的位置二、中国轧辊制造业的技术现状近几年，具有国际先进水平的轧机和轧制技术相继落户中国，推动了我国冶金轧辊制造装备和制造技术快速发展，使我们逐渐从早期的手工操作向自动化、智能化控制方向发展，无论从控制水平还是精度都得到大幅度提高，轧辊质量稳定提高。