轧辊选材
轧辊材质选用
101合金冷硬铸铁轧辊合金冷硬铸铁轧辊（辊环）是利用铁水自身的过冷度和模具表面激冷，同时添加Ni、Cr、Mo合金元素的办法制造的一种铸铁轧辊，辊身工作层基体组织内基本上没有游离态石墨，因而其硬度高，具有优良的耐磨损性能。
此类材质可用静态复合浇注工艺生产大型规格轧辊，使辊身具有高的硬度而辊颈具有高的强韧性，表现出良好的热稳定性和抗事故性。
102 合金无界冷硬铸铁轧辊合金无界冷硬铸铁轧辊（辊环），以其工作层中有细小的石墨析出物为特征而区别于冷硬铸铁轧辊。
石墨均匀分散在整个辊身截面，其数量和尺寸随深度而增加。
本公司提供的合金无界冷硬铸铁轧辊，由于添加了锰、铬、镍、钼等合金元素，加上少量细小石墨的存在，不仅提高了轧辊的抗剥落性、抗热裂性和抗磨损等性能，而且辊身工作层具有较小的硬度落差。
表面的微细石墨孔隙还能改善轧辊的咬入能力。
103合金球铁轧辊合金球墨铸铁轧辊（辊环），以基体组织中的石墨呈球状为特征，通过调整镍、铬、钼合金元素和特定的热处理制度，可以制成普通球墨铸铁、大型合金球墨铸铁、珠光体球墨铸铁和针状球墨铸铁不同系列的轧辊（辊环）。
这些产品具有良好的强度、高温性能和抗事故性能，工作层硬度落差极小。
化学成分(%)SGAC型钢连轧机中轧、精轧机架，无缝钢管轧机轧辊及辊环，棒、线材，螺纹钢轧机中轧、预精轧、精轧机架轧辊及辊环承制范围类别辊身直径（mm）辊身长度（mm）轧辊适用于各种规格轧辊的制造辊环Φ190-1500900(max.)104 高镍铬无界冷硬铸铁轧辊高镍铬无界冷硬复合铸铁轧辊是采用离心或全冲洗方法制造的高性能轧辊，通过提高镍、铬、钼等合金元素的含量，获得高的组织、碳化物显微硬度；配合特殊热处理得到组织均匀、致密及硬度落差小的工作层；同时含有少量游离石墨，从而具有良好的耐磨损性、抗热裂、抗剥落及抗压痕性能。
外层厚度可适应需要而调整，芯部采用韧性灰口铸铁或高强度球墨铸铁，使芯部及辊颈具有满意的强韧性。
轧辊
精轧机座：一般为碳化钨的硬质合金。因为它具有良好的热传导性， 在高温下有硬度下降小，耐热疲劳性能好，耐磨性好，强度高等特 点
第四节 轧辊受力及轧制力矩的计算
一、摩擦圆概念
Q—外力；N—正压力；T—摩擦力；R—N与f的合力；
φ—摩擦角：正压力N与合力R之间的夹角
平衡状态：∑F=0
Q-R=0
∑M=0
M=Rρ
ρ—摩擦圆半径
ρ=d/2sin φ
因为φ<50,很小,sin φ≈tg φ ≈f(摩擦系数）
所以
ρ=d/2 ·f
结论：
（1）合反力永远与摩擦圆相切；
（2）合反力形成的力矩与M方向相反。
初始状态
稳定状态
二、二辊轧机轧制力矩计算 （1）简单轧制：两辊都驱动； 直径相同，转速相同；轧制时，除 了轧制力外不受其他力作用；相对轧制线受力相同 （2）受力分析
四、轧辊材料的选取 （1）初轧机、钢坯轧机、厚板轧机、大型轨梁轧机、型钢粗轧机： 一般选用锻钢轧辊，要求较高的用合金钢轧辊。型钢粗轧机多采用 铸钢轧辊。 原因：压下量大，轧制力大，有冲击负荷，要求轧机具有高强度和 较大的摩擦系数（因为易于咬入，从而加大压下量）
（2）中小型轧机的精轧机座轧辊： 大多采用铸铁轧辊，也有采用球墨铸铁的。 原因：这类轧机着重要求硬度和耐磨性，使产品尺寸精确，表面质 量好，并能减少换辊次数，提高生产率。
是梅花形的，力的作用方式如下图所示，试校核轧辊强度。
5、已知某1200初轧机轧辊第一孔型轧制力P1=3MN，压下螺丝中心 距a=3000mm；第一孔距一端压下螺丝中心距离为1000mm；第一孔型 轧辊工作直径D1=900mm；轧辊辊颈直径d=600mm；辊颈与辊身交接 面距压下螺丝中心线距离e=300mm；轴承摩擦系数f=0.01.，辊头为 扁头，轧辊材质为锻钢辊，σb=700MPa。传动端为A端，如图所示。 请设计扁头并校核轧辊强度。
高频直缝焊管轧辊的选材与维护
输送 、 城市管网及建筑等领域已得到广泛应用 ，需 常用 的模具 钢材 料有 ５种 ，其 化学 成分 对 比见 求 量不 断增 加 ，为钢 管生 产企 业 和设备 制 造业 带来 表 １ 。 目前 高频 直 缝 焊 管 生 产 线所 使 用 的各 类 轧 了新 的发 展 机 遇 。轧 辊 作 为钢 管 生 产 中 的主 要 工 辊 材 料 主 要 有 ４种 ７ ］ ：Ｃ ｒ ｌ ２ Ｍｏ Ｖ（ Ｃ ｒ １ ２ Ｍ０ １ Ｖ１ ）、 具 ，其材质的选用 、使用方法和维修对轧辊 的寿命 ９Ｃｒ ２ Ｍｏ 、８ ６ Ｃ ｒ Ｍｏ Ｖ７、４ Ｃ ｒ ５ Ｍｏ Ｓ ｉ Ｖ １ 。 和 经济性 都 有重要 影 响 。轧辊 在使 用 中一旦 出现损 Ｃ ｒ ｌ ２ Ｍｏ Ｖ钢 是 常用 的优 质 冷 作 模 具 钢 ，其 化
（ Ｃ ＮＯ Ｏ Ｃ Ｋ ｉ ｎ ｇ ｌ ａ ｎ ｄ Ｐ ｉ ｐ ｅ ｌ ｉ ｎ ｅ Ｃ ｏ ． ，Ｌ ｔ ｄ ． ，Ｈ ｕ ｚ ｈ ｏ ｕ ３ １ ３ ０ ０ ０ ，Ｃ ｈ ｉ ｎ ａ）
高频 直缝 焊 （ ＨＦ Ｗ） 管在 海底 和陆 地石 油天 然气
１ 轧辊 不同材 质的 比较及性能特 点
６ ２ Ｈ ＲＣ ，淬 火层 深度 １ ５ ｍｍ。
ｌ 具硒究 ｓ 应甩
７ ７
高频直缝焊管轧辊 的选材 与维护
褚程 国，王海峰 ，张新 民
（ 中海石油金洲管道有限公司 ，浙江 湖州 ３ １ ３ ０ ０ ０）
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线材轧辊材质的选择及管理特点
线材轧辊材质的选择及管理特点
轧辊材质好，轧辊使用周期就长，轧辊消耗数量就越少，反之则越多。
线材厂根据所用轧机特点，对轧辊材质进行了比较。
线材厂轧机分为粗轧机列、中轧机列、精轧机列，每个机列在轧钢时的轧制任务不同，对轧辊的性能要求也不同，粗轧一般要考虑轧辊强度，多选用锻钢和铸钢轧辊，或选用球墨半冷硬和球墨冷硬轧辊。
锻钢和铸钢轧辊的强度大，不易发生断辊，但其硬度低、耐磨性差、使用周期短、更换轧辊频繁；因球墨铸铁轧辊的辊身工作层中有石墨，使轧辊耐磨性、抗热裂性能得到提高，优于锻钢、铸钢轧辊，所以线材厂粗、中轧在满足强度要求的前提下，选用了中镍、铬、钼球墨无限冷硬铸铁轧辊；精轧机列主要对轧辊的耐磨性有要求，故选用中镍、铬、钼无限冷硬铸铁轧辊，又由于复合离心辊的性能在满足生产技术要求方面优于常法辊。
所以线材厂轧辊都采用复合离心辊。
轧辊按材质可分为锻钢、铸钢和铸铁轧辊、特种轧辊，根据浇注方法不同可分为常法浇注轧辊和复合离心浇注轧辊；为提高轧辊的耐磨性，也可以适当添加一定比例的合金元素，如中镍、铬、钼等。
轧辊管理是指从选择轧辊材质、轧辊采购计划的制定、轧辊孔型样板的加工和管理、轧辊孔型的加工及检查、轧辊加工车削量和车削次数的确定等一系列工作，具有系统性。
对轧辊实施精细管理的工作。
其特点是：(1) 具有系统性、连续性；(2) 理论性和实践性强；(3) 必须环环相扣，精细合理。
8轧辊材质选择及特性
HS
HS
HS
SGP-1
58-70
－
35-55
SGP-2
62-70
－
35-55
SGP-3
42-55
≤5
32-43
SGP-4
50-72
≤5
35-55
SGAC
55-75
≤5
40-60
用途
SGP-1 棒、线材、型钢轧机粗、中轧机架、轨梁轧边立辊。
SGP-2 棒、线材、型钢轧机粗、中轧机架。
Mo 0.2-0.6 0.2-0.6 0.2-0.6 0.2-0.8 0.3-1.0
Cr 0.2-0.6 0.2-0.6 0.2-0.6 0.1-0.6
Ni － 0.5-1.0 1.0-3.0 －
Mo 0.2-0.6 0.2-0.6 0.2-0.6 0.2-0.8
V －
－
－ (0.1-0.3
)
物理性能
白口深度
辊颈硬 代号 辊身硬度
度
抗拉 强度
≤Φ 200
型钢 Φ201-250 Φ251-300 ﹥Φ300
度高、韧性和耐磨性好，且基体组织中合金含量高，并经特殊热处理，具有良好的高温综合
机械性能。
用于带钢热轧时，可根据使用架次、水冷条件选用高铬铸钢、高铬铸铁轧辊。高铬复合
轧辊可用于冷轧机，平整机工作辊，并可制作辊环类产品。
化学成分 (%)
代号
C
Si
Mn
Cr
Ni
Mo
HCr-1
2.4-2.8 0.4-1.0 0.4-1.2 10-15
0 0.70-1.5
0
Cr
－
0.50-1.5 0
2.50-3.5 0
轧辊按照材质该如何分类？
轧辊按照材质该如何分类？轧辊是金属材料加工中的关键部件之一。
它的作用是将金属材料压制成所需的厚度和形状。
为了满足不同的加工需求，轧辊会根据其材质进行分类。
在本文中，我们将探讨轧辊按照材质分类的原因和方法。
为什么需要按照材质分类？轧辊的制造材料会直接影响到其使用寿命、耐磨性、抗腐蚀能力等性能指标。
因此，轧辊的材料选择必须要考虑到其所用的加工材料和工作环境。
按照材质分类有利于对不同性能要求的轧辊加以区分，从而更好地适应不同的加工环境、加工材料及加工工艺。
轧辊按照材质分类的方法1. 铸铁轧辊铸铁轧辊是应用最为广泛的轧辊。
其材质主要包括灰铸铁和球墨铸铁两种。
灰铸铁的铸造件组织为灰色，呈片状石墨和铁素体交替排列，具有较高的硬度和耐磨性能，适用于中低强度材料的加工。
球墨铸铁的组织为球状石墨和铁素体交替排列，硬度较低，但韧性更好，适用于高强度材料的加工。
2. 表面硬化轧辊表面硬化轧辊是将较硬的表面层与轧辊较软的内部区分开来。
其制造方法包括渗碳、喷焊、氮化等。
硬化表面的轧辊抗磨性能较好，但韧性降低，容易产生裂纹。
3. 板材专用轧辊板材专用轧辊是用来加工冷轧、热轧板材及其它较薄材料的轧辊。
其主要材质为铸铁或轴承钢，具有较高的硬度和耐磨性。
4. 高速轧辊高速轧辊材料的选择主要考虑到其机械性能和高温强度。
其制造材料包括高速度钢和硬质合金等。
5. 计算机控制轧辊计算机控制轧辊适用于需要更高的精度和更长的运行寿命的加工生产线。
其制造材料包括合金灰铸铁和高速钢等。
小结轧辊按照材质分类的原因主要是为了满足不同的加工需求，并且可以优化加工环境和工艺。
轧辊的种类是多种多样的，其具体材料的选择将受到加工材料和工作环境的影响。
在制作轧辊时，应根据具体情况进行综合考虑，选择适合的材质进行制造。
长材生产中轧辊的选择
长材生产中轧辊的选择50～65kg／mm2。
在一些小型材厂，合金铸钢辊也用于中间机架和精轧机架。
★高速钢铸辊：在高速钢铸辊中有铁－碳－铬－钨－钼－钒合金。
这些轧辊是通过离心铸造方式生产的，它有很高的合金化外壳和球墨核心，因而具有很好的抗磨性和机械性能，其韧性相当于合金无限冷硬铸铁辊。
这些轧辊显示出良好的抗磨损、抗热疲劳和剥落性能。
高速钢铸辊主要应用于精轧机架，并显示出令人满意的结果。
它也可以用于轧机速度低于7m／s的精轧道次——这一速度对离心碳化辊工作是非常困难的。
与离心碳化辊在相同的应用场合相比，高速钢铸辊的屈服强度要更好，且抗拉强度达到108kg／mm2。
然而，这些轧辊要求有很强的冷却以确保轧辊的温度不会高于60℃。
线材轧机线材轧机对轧辊的要求是：①在轧辊厚度上硬度均匀一致；②较高的耐磨性；③较高的抗烧裂。
线材轧机所用轧辊非常广，主要取决于生产过程、轧机布局和设计等。
★球墨铸铁辊：钼合金化的球墨铸铁辊主要用于粗轧机架，有很好的抗烧裂和耐磨性。
由于线材轧机生产的线材直径非常小，最小仅有5．5mm，表面光洁度是非常重要的一个指标，因此，球墨铸铁辊不能用于中间机架和精轧机架。
★合金无限冷硬铸铁辊：这些轧辊可以用于中间机架，它展示出良好的耐磨性和提高了咬入性能。
为了对轧辊的硬度进行调整，通过添加合金化元素如铬来控制轧辊硬度，采用该类轧辊后产品的表面光洁度非常好。
在许多棒材厂和小型材厂，这类轧辊用于精轧机架。
轧辊的抗拉强度范围是20～30kg／mm2。
★离心铸造碳化钨轧辊：目前，许多线材轧机的精轧速度已超过120m／s，因此离心铸造碳化钨轧辊用于预精轧机架和精轧机架。
该类轧辊是在较软的金属基体中（通常是钴、镍或者是这些金属的合金）包含有嵌入的较硬的碳化钨晶粒。
当轧制速度超过一定值时要对轧辊给与特别关注，因为此时轧辊的冷却可能不足以阻碍热裂的产生。
对于一定的轧制速度，轧辊必须通过有较高的断裂韧性和较低的刚性呈现出良好的抗热裂性能，这一性能可以通过选择粘合元素（这些元素是钴、镍或者是这些金属与铬结合的合金）超过25％的离心铸造碳化钨轧辊实现。
轧辊材料
常用的轧辊材料有合金锻钢、合金铸钢和铸铁等：(1)合金锻钢。
用于轧辊的合金锻钢，在我国国家标准中已有规定，GB/T 13314-1991标准中列出了热轧轧辊和冷轧轧辊用钢。
热轧轧辊用钢有55Mn2、55Cr、60CrMnMo、60SiMnMo等。
冷轧轧辊用钢有9Cr、9Cr2、9CrV、9Cr2W、9Cr2Mo、60CrMoV、80CrN13W、8CrMoV等。
(2)合金铸钢。
用于轧辊的合金铸钢种类尚不多，也没有统一标准。
随着电渣重熔技术的发展，合金铸钢的质量正逐步提高，今后合会铸钢轧辊将会得到广泛应用。
(3)铸铁。
铸铁可分普通铸铁、合金铸铁和球墨铸铁。
铸造轧辊时，采用不同的铸型，可以得到不同硬度的铸铁轧辊。
因此，有半冷硬轧辊、冷硬轧辊和无限冷硬轧辊之分：1)半冷硬轧辊。
轧辊表面没有明显的白口层，辊面硬度HS≥50。
2)冷硬轧辊。
表面有明显白口层，心部为灰口层，中间为麻口层，辊面硬度HS≥60。
3)无限冷硬轧辊。
表面是白口层，但白口层与灰口层之间没有明显界限，辊面硬度HS≥65。
铸铁轧辊硬度高，表面光滑、耐磨，制造过程简单且价格便宜。
其缺点是强度低于钢轧辊。
只有球墨铸铁轧辊的强度较好。
无限冷硬铸铁轧辊的发展无限冷硬铸铁轧辊是一种应用已久的轧辊材质，早在20世纪初，普通无限冷硬铸铁轧辊就在热轧带钢轧机上广泛应用。
无限冷硬铸铁轧辊的材质介于冷硬铸铁和灰口铸铁之间。
与冷硬铸铁相比，其铁水中硅含量较高(含0.7%~1.6%Si)，因此无限冷硬铸铁轧辊辊身工作层基体组织内除含有与白口铸铁中相近似数量的碳化物和莱氏体外，还存在均匀分布的石墨。
无限冷硬铸铁轧辊中还常常加入不同含量的Cr、Ni、Mo等合金元素，随着Cr、Ni、Mo含量的增加，其硬化层深度大大增加。
无限冷硬铸铁轧辊辊身基体组织中含有较多的碳化物，具有较好的耐磨性；此外，在基体组织中均匀分布的少量细小石墨，起到了松弛机械应力的作用，有利于减轻辊身表层的剥落缺陷；同时，石墨本身具有良好的导热性能，在轧钢过程中，轧辊表面受热冲击时，石墨起缓冲热应力的作用，有利于防止热裂纹的产生。
轧辊的材质——精选推荐
轧辊的材质5m宽厚板轧辊材质的选择和使⽤管理（钢板⽣产⼯艺培训班的培训内容：轧辊部分。
授课⼈：杜希恩）由于5m宽厚板轧机轧辊消耗较⼤，按⽬前国内平均吨钢轧辊消耗0.8Kg/吨（宽厚板单机⽣产可能超过1Kg/吨）来计算，每年宽厚板的轧辊消耗将达到1200吨以上，轧辊消耗费⽤达6000余万元。
轧辊作为⼀种长期反复使⽤在恶劣环境下⼯作的轧钢⼯具，其正常的磨损消耗只是经济损失的⼀部分。
⽽由于材质选择不当、使⽤和维护不当等原因造成的轧辊事故，常常造成更多的相关损失和间接损失。
例如事故的同时往往有可能使配对辊或⽀撑辊受损、轧废、轧机和配套设备的损坏、⾮计划换辊停机、事故处理影响时间和成本、合同不能兑现等损失。
因此，深⼊研究轧辊材质的选择、轧辊使⽤和维护技术，以进⼀步提⾼板材表⾯质量，降低轧机故障率，降低轧辊消耗，已经成为我们亟待解决的课题。
⼀、轧辊材质的选择轧辊按制造材料主要分为：铸钢系列轧辊、铸铁系列轧辊、锻造系列轧辊三⼤类别。
铸钢轧辊有碳素铸钢轧辊、合⾦铸钢轧辊、半钢轧辊、⽯墨钢轧辊、⾼铬钢轧辊、复合铸钢轧辊、⾼速钢轧辊、半⾼速钢轧辊等。
铸铁轧辊有冷硬铸铁轧辊、⽆限冷硬铸铁轧辊、球墨铸铁轧辊、⾼铬铸铁轧辊四⼤类。
锻钢轧辊主要有：热作模具钢类、铬轴承钢类、冷轧模具钢类、⾼速钢和半⾼速钢类、锻造半钢和锻造⽩⼝铁类等。
轧辊材质的选择是⼀个⽐较复杂的⼯程，要综合考虑轧机的特点、轧辊的⼯作条件、各类轧辊材质特性、辊型设计等因素。
因此，要根据5M宽厚板轧机特点，轧制坯料和产品的种类规格，轧制节奏、产量，轧制温度、轧制速度、轧制⼒、压下量、换辊周期、磨削制度等轧机和轧辊⼯作的基本条件的基本情况，得出本机架对轧辊的性能要求，根据各类轧辊所具有性能特点，考虑本机架轧辊设计要求或⽬前使⽤的轧辊主要失效形式以及⽤户急需解决的问题等因素，最终确定适合本机架的轧辊材质、技术性能指标等。
1、5m宽厚板轧机轧辊材质的选择5m宽厚板轧机为四辊可逆式单机架轧机，粗轧和精轧都在同⼀机架上完成。
中板轧机轧辊选材探讨
四辊轧机 的特点是轧制压力极大 ， 最大轧制 压力达 ５ ０ｋ ； ０ ０ Ｎ 采用轧钢新技术 ， ０ 保证产 品的
厚度精 度 ， 板 的表面质 量及 板型 ， 钢 如厚 度控制 技
图 １ 单 机架 四辊轧机
术 Ａ Ｃ Ａ Ｃ系统、 Ｇ 、Ｐ 高压 水 除鳞、 速换辊 等装 快
置； 轧制 速度 比较快 ： ０一± ．６～５５ ／ ； 机 ２３ ．６ｍ ｓ轧
另一 类是 双机 架 四辊轧 机 。二 辊 ＋四辊 型式 见 图 ２ 如武 钢 中板厂 、 钢 中板 厂 、 中板 厂 、 ， 重 营 鞍
钢 中板厂 、 马钢 中板 厂 、 浦钢 中板厂 即是 此种 布置
机架少 ， 轧制道次多； 粗轧机热负荷大 ， 热冲击力
维普资讯
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第１ ３卷第 ５期 ４ ６。 ２ Ｏ ０ ７年 １ ０月
宽厚 板
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Ｖ １１． ． ０ ． ３ Ｎｏ ５ Ｏ ｔｂ ｒ ２ Ｉ ｃ ｏ ｅ ０
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冶金设备 ・
中板 轧机 轧辊 选材 探 讨
１ ｔ ｎｏ ｄｕ ｌｔ ｌ ｇｍｉ ｌ． ｃ ｏ ｅ ｉ ｆ ｍｅ ｉ ｐａｅｗｉ ｎ ｌ ｗｌ ｍ ｉ ｌ ｓ
Ｋｅ ｗｏ ｄ Ｒｏｌ ｇ ｍｉ ， ｌ ｒ ｉ ， ｔ ｒ ｅ ｅ ｔ ｎ ｙ ｒｓ ｌ ｎ ｌ Ｍｉ ｏｌ Ｍａ ｅ ａ ｓ ｌ ｃｉ ｉ ｓ ｉ ｌ ｏ
Ｄｏ ｇ Ｈａ ， ｉ ｈ ｎ ｘｕ， ｎ ｕ ｙ ｎ ｅ ａ ｍｉ ｎ ｏ Ｌｕ Ｚ ｏ ｇ ｉ Ｙａ ｇＪ ｎ ｉａ ｄ Ｌ ｉＸｉｏ ｎ
（ ｎ ａｇＩ ｎａｄＳｅｌ ｒｕ ｏ Ｌｄ Ａ ｙｎ ｏ ｎ ｔｅ Ｇ ｐＣ ． ｔ） ｒ ｏ
轧辊材料D2
轧辊材料D2轧辊材料D2轧辊是钢铁工业中不可或缺的重要设备，它的质量直接影响到钢材的质量和生产效率。
而轧辊材料D2，作为一种高性能的工具钢，被广泛应用于轧辊的制造中。
下面将从材料特性、制造工艺和应用领域三个方面来介绍轧辊材料D2。
一、材料特性轧辊材料D2是一种高碳、高铬、高钼的工具钢，具有优异的耐磨性、耐冲击性和耐热性。
其中，高碳含量使得D2钢具有较高的硬度和耐磨性，高铬含量可以提高其耐腐蚀性和耐热性，高钼含量则可以提高其耐冲击性和韧性。
此外，D2钢还具有良好的加工性能和热处理性能，可以通过淬火和回火等工艺来调节其硬度和韧性。
二、制造工艺轧辊材料D2的制造工艺主要包括熔炼、锻造、热处理和加工等环节。
首先，通过电弧炉或感应炉等设备将原材料熔化，然后进行精炼和调节成分，最终得到符合要求的D2钢坯。
接下来，将D2钢坯进行锻造，可以提高其密度和韧性，同时也可以消除内部缺陷和应力。
然后，通过淬火和回火等热处理工艺，可以调节D2钢的硬度和韧性，使其达到最佳的使用性能。
最后，进行加工和精加工，制成符合要求的轧辊。
三、应用领域轧辊材料D2广泛应用于钢铁、有色金属、建筑材料等行业的轧制生产中。
其中，钢铁行业是D2钢的主要应用领域，它可以用于生产各种钢材，如冷轧板、热轧板、无缝钢管等。
此外，D2钢还可以用于生产模具、切削工具、冲压模具等领域，具有广泛的应用前景。
总之，轧辊材料D2是一种高性能的工具钢，具有优异的耐磨性、耐冲击性和耐热性，被广泛应用于轧辊的制造中。
通过优良的制造工艺和精湛的加工技术，可以制成符合要求的轧辊，为钢铁等行业的生产提供有力的保障。
轧辊材质选择及特性
合金冷硬铸铁轧辊合金冷硬铸铁轧辊（辊环）是利用铁水自身的过冷度和模具表面激冷，同时添加Ni、Cr、Mo合金元素的办法制造的一种铸铁轧辊，辊身工作层基体组织内基本上没有游离态石墨，因而其硬度高，具有优良的耐磨损性能。
此类材质可用静态复合浇注工艺生产大型规格轧辊，使辊身具有高的硬度而辊颈具有高的强韧性，表现出良好的热稳定性和抗事故性。
102 合金无界冷硬铸铁轧辊合金无界冷硬铸铁轧辊（辊环），以其工作层中有细小的石墨析出物为特征而区别于冷硬铸铁轧辊。
石墨均匀分散在整个辊身截面，其数量和尺寸随深度而增加。
本公司提供的合金无界冷硬铸铁轧辊，由于添加了锰、铬、镍、钼等合金元素，加上少量细小石墨的存在，不仅提高了轧辊的抗剥落性、抗热裂性和抗磨损等性能，而且辊身工作层具有较小的硬度落差。
表面的微细石墨孔隙还能改善轧辊的咬入能力。
用途103 合金球铁轧辊合金球墨铸铁轧辊（辊环），以基体组织中的石墨呈球状为特征，通过调整镍、铬、钼合金元素和特定的热处理制度，可以制成普通球墨铸铁、大型合金球墨铸铁、珠光体球墨铸铁和针状球墨铸铁不同系列的轧辊（辊环）。
这些产品具有良好的强度、高温性能和抗事故性能，工作层硬度落差极小。
化学成分(%)物理性能SGP-3 大型初轧机。
SGP-4 型钢连轧机粗轧、中轧机架，棒、线材轧机粗轧、中轧机及钢管轧机张减径辊环。
SGAC 型钢连轧机中轧、精轧机架，无缝钢管轧机轧辊及辊环，棒、线材，螺纹钢轧机中轧、预精轧、精轧机架轧辊及辊环类别辊身直径（mm）辊身长度（mm）轧辊适用于各种规格轧辊的制造辊环Φ190-1500 900(max.)高镍铬无界冷硬复合铸铁轧辊是采用离心或全冲洗方法制造的高性能轧辊，通过提高镍、铬、钼等合金元素的含量，获得高的组织、碳化物显微硬度；配合特殊热处理得到组织均匀、致密及硬度落差小的工作层；同时含有少量游离石墨，从而具有良好的耐磨损性、抗热裂、抗剥落及抗压痕性能。
外层厚度可适应需要而调整，芯部采用韧性灰口铸铁或高强度球墨铸铁，使芯部及辊颈具有满意的强韧性。
轧辊材料及热处理工艺
轧辊材料及热处理工艺轧辊材料及热处理工艺轧辊的寿命主要取决于轧辊的内在性能和工作受力，内在性能包括强度和硬度等方面。
要使轧辊具有足够的强度，主要从轧辊材料方面来考虑；硬度通常是指轧辊工作表面的硬度，它决定轧辊的耐磨性，在一定程度上也决定轧辊的使用寿命，通过合理的材料选用和热处理方式可以满足轧辊的硬度要求。
概述了传统的轧辊选材及其热处理工艺，同时，对轧辊材料及其热处理工艺的发展进行了展望。
传统冷轧辊材料及其热处理方式冷轧辊在工作过程中要承受很大的轧制压力，加上轧件的焊缝、夹杂、边裂等问题，容易导致瞬间高温，使工作辊受到强烈热冲击造成裂纹、粘辊甚至剥落而报废。
因此，冷轧辊要有抵抗因弯曲、扭转、剪切应力引起的开裂和剥落的能力，同时也要有高的耐磨性、接触疲劳强度、断裂韧性和热冲击强度等。
国内外冷轧工作辊一般使用的材质有ＧＣｒ15、9Ｃｒ2、9Ｃｒ、9ＣｒＶ、9Ｃｒ2Ｗ、9Ｃｒ2Ｍｏ、60ＣｒＭｏＶ、80ＣｒＮｉ3Ｗ、8ＣｒＭｏＶ、86ＣｒＭｏＶ7、Ｍｏ3Ａ等。
20世纪50～60年代，这一时期的轧件多为碳素结构钢，强度和硬度不高，所以轧辊一般采用1.5%～2%Ｃｒ锻钢。
此类钢的最终热处理通常采用淬火加低温回火，常见的淬火方式有感应表面淬火和整体加热淬火。
其主要任务是考虑如何提高轧辊的耐磨性能、抗剥落性能，并提高淬硬层深度，尽量保证轧辊表面组织均匀，改善轧辊表层金属组织的稳定性。
从20世纪70年代开始，随着轧件合金化程度的提高，高强度低合金结构钢(ＨＳＬＡ)的广泛应用，轧件的强度和硬度也随之增加，对轧辊材料的强度和硬度也提出了更高的要求，国际上普遍开始采用铬含量约2%的Ｃｒ-Ｍｏ型或Ｃｒ-Ｍｏ-Ｖ型钢工作辊，如我国一直使用的9Ｃｒ2Ｍｏ、9Ｃｒ2ＭｏＶ和86ＣｒＭｏＶ7、俄罗斯的9Ｘ2ＭΦ、西德的86Ｃｒ2ＭｏＶ7、日本的ＭＣ2等。
这类材质的合金化程度较低，在经过最终热处理后，其淬硬层深度一般为12～15ｍｍ(半径)，仅能满足一般要求，而且使用中剥落和裂纹倾向严重，轧制寿命低。
冶金轧辊的分类及选材
C．按轧辊重量分类： 1．大型轧辊，重量大于10吨； 2．中型轧辊，重量3-10吨； 3．小型轧辊，重量小于3吨；
•
二、轧辊材质的选择
轧辊是轧钢生产过程中重要的消耗工具，它直接 影响到轧材的尺寸精度和表面质量，由于每种轧机的 轧制条件、轧材的品种和规格不同，因此，正确地设 计轧辊特性和合理地选用轧辊材质是十分重要的。 1、初轧机轧辊
四辊可逆式轧机是现代应用最广泛的中厚板轧机，它综
合了二辊和三辊劳特式轧机的优点，既降低了轧制压力，又 大大增强了轧机刚性。这种轧机对轧辊的选择几经变化，支 承辊通常是采用铸钢辊，硬度为45-52HSD，粗轧机架工作 辊开始采用合金无限冷硬铸铁轧辊，硬度为65-70HSD，而 将高铬铸铁轧辊用于该机架是一大创举。精轧机架工作辊在 50年代前后国外是采用全冲洗工艺生产的高合金无限冷硬铸 铁轧辊，硬度为75-82HSD，这一材质一直延续到今天，只 不过是石墨的形态和碳化物的状态有所改进，平整辊采用离 心复合高合金无限冷硬铸铁轧辊，硬度为70-80HSD。
冶金轧辊的分类及选材
2020年5月28日星期四
一、轧辊的分类
轧辊的种类很多，其分类方法也不统一，但一般习 惯上按以下三种方法分类： A．按轧辊用途分类： 1．初轧轧辊
板坯初轧辊、方坯初轧辊（这两种轧辊随连铸比的 增加而被取代） 2．板带轧辊
中厚板轧辊、薄板轧辊、热轧带钢轧辊、窄带钢轧 辊、冷轧带钢轧辊 3．型钢轧辊
二辊式粗轧辊必须具有高的抗扭曲、抗弯曲强度 和良好的抗热裂纹性能，因此大多使用整体浇注的， 硬度为43-50HSD的合金铸钢轧辊或使用硬度为5560HSD高强度合金球铁轧辊。近年来，国外一些国家 采用外层为石墨钢的复合铸钢轧辊。获得了很好的使
用效果。
轧辊材料
常用的轧辊材料有合金锻钢、合金铸钢和铸铁等：(1)合金锻钢。
用于轧辊的合金锻钢，在我国国家标准中已有规定，GB/T 13314-1991标准中列出了热轧轧辊和冷轧轧辊用钢。
热轧轧辊用钢有55Mn2、55Cr、60CrMnMo、60SiMnMo等。
冷轧轧辊用钢有9Cr、9Cr2、9CrV、9Cr2W、9Cr2Mo、60CrMoV、80CrN13W、8CrMoV等。
(2)合金铸钢。
用于轧辊的合金铸钢种类尚不多，也没有统一标准。
随着电渣重熔技术的发展，合金铸钢的质量正逐步提高，今后合会铸钢轧辊将会得到广泛应用。
(3)铸铁。
铸铁可分普通铸铁、合金铸铁和球墨铸铁。
铸造轧辊时，采用不同的铸型，可以得到不同硬度的铸铁轧辊。
因此，有半冷硬轧辊、冷硬轧辊和无限冷硬轧辊之分：1)半冷硬轧辊。
轧辊表面没有明显的白口层，辊面硬度HS≥50。
2)冷硬轧辊。
表面有明显白口层，心部为灰口层，中间为麻口层，辊面硬度HS≥60。
3)无限冷硬轧辊。
表面是白口层，但白口层与灰口层之间没有明显界限，辊面硬度HS≥65。
铸铁轧辊硬度高，表面光滑、耐磨，制造过程简单且价格便宜。
其缺点是强度低于钢轧辊。
只有球墨铸铁轧辊的强度较好。
无限冷硬铸铁轧辊的发展无限冷硬铸铁轧辊是一种应用已久的轧辊材质，早在20世纪初，普通无限冷硬铸铁轧辊就在热轧带钢轧机上广泛应用。
无限冷硬铸铁轧辊的材质介于冷硬铸铁和灰口铸铁之间。
与冷硬铸铁相比，其铁水中硅含量较高(含0.7%~1.6%Si)，因此无限冷硬铸铁轧辊辊身工作层基体组织内除含有与白口铸铁中相近似数量的碳化物和莱氏体外，还存在均匀分布的石墨。
无限冷硬铸铁轧辊中还常常加入不同含量的Cr、Ni、Mo等合金元素，随着Cr、Ni、Mo含量的增加，其硬化层深度大大增加。
无限冷硬铸铁轧辊辊身基体组织中含有较多的碳化物，具有较好的耐磨性；此外，在基体组织中均匀分布的少量细小石墨，起到了松弛机械应力的作用，有利于减轻辊身表层的剥落缺陷；同时，石墨本身具有良好的导热性能，在轧钢过程中，轧辊表面受热冲击时，石墨起缓冲热应力的作用，有利于防止热裂纹的产生。
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铸造高铬钢轧辊
高铬钢轧辊是以其高铬钢(C:0.5一1.5%, Cr:8一15%)为辊身外层材质，以 球墨铸铁为芯部材质，采用离心复合浇注工艺生产的，由于其辊身外层具 有比高铬复合铸铁材质更加富铬的基体组织，耐磨性极好，此外，由于高 铬钢轧辊辊身工作层基体组织中的碳化物含量较低，使其具有优良的抗热 裂性，基于此，高铬钢轧辊是目前热连轧机粗轧辊选材的发展趋势。
3.2 粗轧工作辊
3.2.1粗轧工作辊的工作条件和所担负的任务， 要求选择轧辊时考虑以下几个方 面的问题： １) 热应力， 轧辊必须具有良好的耐热疲劳性能， 热裂的形貌应尽可能的细小。 ２) 咬入性能好， 打滑小： 轧辊的咬入性能和打滑情况主要与咬入角及带钢与 工作辊之间的相对速度有关。全连轧机的相对速度比３／ ４ 连轧机要高， 打 滑倾向大—些； 打滑情况还与轧辊的材质、组织和摩擦系数及形成细小均匀的 热裂纹的能力有关。—般来说球铁轧辊的咬入角应小于 １８ 度， 钢和半钢辊 咬入角可以到 ２６ 度。 ３) 扭转强度和弯曲强度： 对于二辊粗轧机来说， 因没有支承辊， 坯料厚度 大， 辊身中部就会产生较大的弯曲， 弯曲疲劳引起裂纹， 扩展导致辊身的环 裂。 ４) 耐磨损： 粗轧机架轧辊在氧化铁皮和轧制时的高温低速作用下造成磨损。
高铬复合铸铁轧辊
高铬复合铸铁轧辊是以含铬12－2 0％的高铬白口耐磨铸铁为轧 辊辊身外层材质，一般以球墨铸铁为轧辊芯部和辊颈材质，采 用离心复合浇注工艺而生产的高合金复合铸铁轧辊。由于基体 中存在板条状的Cr7C3型共晶碳化物、菊花状的Mo2C型共晶碳 化物和颗粒状的Cr23C6型二次碳化物，高铬铸铁轧辊具有优异
铁皮去除情况等； 而且还包括轧辊管理的诸多方面因素，
如换辊制度， 轧辊修磨制度， 轧辊维护等情况。因此， 带钢轧辊的使用厂家与轧辊制造者， 应共同探讨改进轧
辊使用条件和选用更适合于各家轧机具体使用条件的轧
辊的可能性。下面就影响轧辊选用的主要因素， 分类加 以简述：
3.1立辊
1)当大立辊仅用来破磷时， 轧制力不大， 其材质和硬度可在
1.3锻钢系轧辊
锻钢系轧辊通过治炼、锻造、热处理，使轧辊辊身工作层具有均匀一致 高硬度、高耐磨性和优良的抗事故能力，同时保证轧辊辊颈和辊身芯部 具有一定的强度和高的韧性。锻钢轧辊具有的这一独特性能，使其在冷 轧以及有色轧制方面，有着铸造轧辊不可替代的优势。按使用条件，锻 钢轧辊可分为锻钢热轧辊及锻钢冷轧辊，锻钢热轧辊主要用于热轧开坯 及型钢粗轧辊，锻钢冷轧辊被广泛用于冷轧辊。锻钢冷轧辊使用要求高， 辊身表面必须具有高而均匀的硬度，以保证冷轧带材或钢板的尺寸精度 和良好的表面质量，辊身具有一定的淬硬层深度，具有高的抗事故能力， 为此，对轧辊的原始组织要求很严，一是纯净的治金质量，二是组织的 均匀性。我国目前主要使用含铬2％左右的冷轧辊材质，HS90以上的工 作层在10mm左右，而新开发的含铬5%的Cr5系列冷轧辊，HS90以上的 工作层在30mm以上，Cr5系列冷轧工作辊在各方面体现出的优良性能必 将逐步替代传统上使用的 Cr2系列冷轧辊，成为冷轧工作辊的发展方向。
辊含碳量低，故硬度较低，其组织一般由铁素体和珠光体组成，随着含碳量增加，
轧辊，同时广泛应用于型钢轧机粗轧和精轧机架、热轧带钢连轧机粗轧和精轧前
段工作辊。半钢轧辊材质中若增加硅含量，通过石墨化处理，具有高的抗热裂性 和强韧性，作为初轧机开坯轧辊、大型型钢粗轧辊、开坯连轧机轧辊和热轧带钢 连轧机亚辊，可获得良好的轧制效果。
1.2铸钢系轧辊
铸钢系轧辊可分为两类:钢轧辊(含碳量0.4-1.4%)和半钢轧辊(含碳量1.4一2.4)钢轧 铁素体量减少，珠光体量增加。为提高硬度，可加入Cr, Ni, Mo等合金元素，或者 进行特殊热处理，由于钢轧辊具有较高的抗拉强度和韧性，适用于轧制温度高、 轧制载荷大的开坯轧机或初轧机，也可用做支撑辊。如进行特殊热处理，得到 HS90以上的高硬度，亦可用做冷轧工作辊。 半钢轧辊含碳量在铸钢辊和铸铁辊之间，其组织主要由珠光体构成，并含有一定 的碳化物，因此，其强度比铸钢轧辊稍高，比铸铁轧辊低，其硬度比一般铸钢轧 辊高半钢轧辊的最主要特点是内部硬度降落很小，因此，特别适用于制造深孔型
1.1铸铁系轧辊
普通铸铁轧辊
普通铸铁轧辊可分为冷硬铸铁轧辊，中、低合金无限冷硬铸铁轧辊，
中低合金球墨铸铁轧辊，冷硬铸铁是利用铁水自身过冷度和模具表 面激冷的办法获得的一种铸铁其辊身表面激冷而生成白口层，硬度
高、耐磨性好。冷硬铸铁轧辊按制造工艺和芯部材质可分为非球铁、
球墨复合、和球芯三大类。无限冷硬铸铁轧辊是介于冷硬铸铁和灰 口铸铁之间的一种材质，其辊身工作层基体组织中存在着石墨，并 且辊身工作层与芯部没有明显的分界线。普通铸铁轧辊主要用于叠 轧薄板轧机、三辊劳特式中板轧机、线材轧机、棒材轧机及型钢轧 机用辊。
合金铸钢， 石墨钢、球铁、锻钢等等较大的范围内选择。
2)如大立辊通过大侧压控制板宽， 有较深的孔型， 有一定压下 量， 不仅要考虑其抗热裂问题， 而且要考虑其辊颈强度和孔 型的硬度及耐磨性问题， 此时宜采用强韧性良好的合金铸钢轧 辊或锻钢轧辊。 3) 如果主要以设定带宽和保证板材的侧边平整， 几乎没有侧向 压下情况，可以主要考虑轧辊的耐磨性， 轧辊只要具有合适的 硬度和良好的抗热裂性， 即可满足使用要求。选用球无或 半 钢或石墨钢辊均可。
4)合金球墨铸铁轧辊
1.2铸钢系轧辊
1)合金铸钢轧辊 2)铸造高铬钢轧辊 3)离心复合高速钢轧辊 4)半钢轧辊
1.3锻钢系轧辊
1)锻钢热轧辊
2)锻钢冷轧辊
1.1铸铁系轧辊
铸铁系轧辊的含碳量在2. 5%-3. 5%左右，按 主要材质可分为普通铸铁轧辊、高镍铬无限 冷硬复合铸铁轧辊、高铬复合铸铁轧辊和合 金球墨铸铁轧辊四大类。铸铁轧辊中常见的 组织可分为基体、渗碳体、石墨三大类，基 体组织主要奥氏体、铁素体、珠光体、贝氏 体和马氏体，石墨在铸铁中的形态一般有片 状和球状两种
的抗耐磨性能，被广泛应用做热轧带钢连轧机粗轧和精轧前段
工作辊、宽中厚板轧机粗轧和精轧工作辊及小型型钢和板材轧 机精轧 。
1.1铸铁系轧辊
合金球墨铸铁轧辊
合金球墨铸铁轧辊由于石墨从辊身到芯部呈球状均匀分布，所 以抗拉强度大，可经受重载荷，耐磨损性很好。基体组织为碳
化物及珠光体或针状体，合金球墨铸铁轧辊按辊身基体组织大
3.2 粗轧工作辊
3.2.2 二辊粗轧辊： 热带连轧机的二辊粗轧机架， 轧制坯料厚、温度高， 且轧 制压下量、轧制压力、咬入角均高于其他机架， 要求轧辊具有良好的抗热裂性、 抗扭强度、弯曲强度， 以及良好的咬入性能。如做为不可逆轧机， 轧制道次少， 辊身又短的情况， 弯曲应力比较小， 采用合金铸钢完全可以满足其强度和抗热 裂的需要。如果做为可逆轧机且辊身比较长， 轧制道次多弯曲应力又比较大， 就应考虑使用辊颈强度高的合金锻钢、复合石墨钢或复合铸钢轧辊。 3.2.3 粗轧四辊轧机工作辊： 如果是 ３／４ 连续的可逆轧机， 前架可选用半 钢、石墨钢或复合石墨钢等， 后架或全连轧的粗轧工作辊则都可以选用合金半 钢或高 Ｃｒ 铸铁。与高铬铁轧辊相比， 半钢材质工作辊耐磨性不足， 虽然磨 损不会导致轧辊失效， 轧钢过程中氧化皮有时造成辊面压痕， 使修磨量增大， 限制了轧辊换辊周期， 使用时间长则带钢形状不稳定； 下机的轧辊热裂纹严重， 一方面使钢材表面容易产生缺陷， 另一方面因为轧辊表面粗糙不匀， 造成钢材 偏歪、卷边， 热裂纹严重有时造成浅层掉肉现象。
与高铬铸铁轧辊相比高铬钢轧辊优点突出
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高铬铸铁工作辊具有较高的硬度和良好耐磨性能， 但是其对热的影响
非常敏感， 要求轧辊必须获得十分好的冷却， 需要足够的冷却水。并 且卡钢等轧钢事故造成的热裂纹较深； 由于组织中碳化物含量较高， 磨擦系数小， 有时出现打滑现象。由于这个原因硬度限制在 HSD60-
离心轧辊的制造工艺
配料 冶炼 铸造 热处理
精加工
半精加
热处理
粗加工
光谱
电镜
碳硫
性能
典型的半热连轧工艺流程
Reheating Furnaces
Rougher
Shear Descaling
Cooling Finishing Stands Coilers
F1 F2
F3
F4 F5 F6
VC 8 TS
Back up rolls
1.2铸钢系轧辊 离心复合高速钢轧辊
高速钢轧辊不仅具有高的抗热裂性，同时其高的耐磨性及红硬性可大大
延长轧辊寿命，提高轧材质量，可用于热带连轧机精轧前段工作辊。
半钢轧辊
半钢轧辊含碳量通常为1.4一2.4%,机械性能处于铸钢和铸铁之间，具有 硬度降落小，耐磨性能高等特点，广泛用于型钢轧机粗轧和中轧机架、 热轧带钢连轧机粗轧和精轧前段工作辊，当半钢含碳量大于1.9%时， 称之为高碳半钢，高碳半钢由于碳含量较高，基体组织中存在有共晶碳 化物和伪共晶碳化物，被用于开坯连轧机架用辊、型钢轧机中间机架和 精轧机架用辊。 半钢轧辊用做热轧辊时，为提高耐裂性，成分中增加硅含量，成为石墨 铸钢轧辊，集中了铸钢和铸铁二者的优点，大量用于钢坏热连轧机轧辊 和型钢轧机轧辊。
质中含有较高的铬、镍、钼合金元素时为高镍铬无限冷硬铸铁轧辊，采 用全冲洗(溢流法)或离心复合浇注工艺生产。 高镍铬无限冷硬铸铁轧辊辊身工作层基体组织中存在较大数量的碳化 物，因此有较高的耐磨性，基体组织中石墨的存在，使其具有良好的抗 热烈性，被广泛应用做宽、中、厚板轧机和带钢轧机精轧用辊
1.1铸铁系轧辊
体可分为两类:珠光体球墨铸铁轧辊和针状体球墨铸铁轧辊，合 金球墨铸铁轧辊一般采用整体铸造，但针状体铸铁轧辊由于合 金含量高，铸造应力大，可采用离心复合浇注工艺，获得理想 的综合使用性能。合金球墨铸铁轧辊具有良好的抗热冲击和耐 磨损性能，被广泛应用做大型初轧机、型钢轧机、棒材连轧机 和大型无缝管轧机用辊。