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1、(10)申请公布号 CN 102758148 A (43)申请公布日 2012.10.31 CN 102758148 A *CN102758148A* (21)申请号 201210233031.2 (22)申请日 2012.07.05 C22C 38/56(2006.01) (71)申请人 无锡市钻通工程机械有限公司 地址 214161 江苏省无锡市滨湖区胡埭工业 园北区刘塘路 2 号 (72)发明人 贾绍宽 (74)专利代理机构 北京品源专利代理有限公司 11332 代理人 杨小双 (54) 发明名称 一种轧辊用高速钢 (57) 摘要 本发明公开了一种轧辊用高速钢， 所述高速 钢的化学组成以。
2、重量百分数计由下列组份组成 ： C ： 3.2-3.6， W ： 1.2-1.6， Mo ： 5.0-7.0， V ： 2.0-3.0， Cr ： 8.0-10.0， Al ： 0.1-0.4， Ni ： 2.2-2.6， Co ： 6.5-7.5， Nb ： 0.2-0.4， Ti ： 0.2-0.4， Ce ： 0.4-0.6， Zr ： 0.05-0.20， S i 0.8， Mn 1.5， S 0.03， P 0.04， 其余为 Fe。 (51)Int.Cl. 权利要求书 1 页 说明书 3 页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书 1 页 说明书 3。
3、 页 1/1 页 2 1. 一种轧辊用高速钢， 其特征在于， 所述高速钢的化学组成以重量百分数计由下列组 份组成 ： C ： 3.2-3.6， W ： 1.2-1.6， Mo ： 5.0-7.0， V ： 2.0-3.0， Cr ： 8.0-10.0， Al ： 0.1-0.4， Ni ： 2.2-2.6， Co ： 6.5-7.5， Nb ： 0.2-0.4， Ti ： 0.2-0.4， Ce ： 0.4-0.6， Zr ： 0.05-0.20， Si 0.8， Mn 1.5， S 0.03， P 0.04， 其余为 Fe。 2. 如权利要求 1 所述的一种轧辊用高速钢， 其特征在于， 所述。
4、高速钢的化学组成以 重量百分数计由下列组份组成 ： C ： 3.3-3.5， W ： 1.3-1.5， Mo ： 5.5-6.5， V ： 2.3-2.7， Cr ： 8.5-9.5， Al ： 0.15-0.35， Ni ： 2.3-2.5， Co ： 6.8-7.2， Nb ： 0.25-0.35， Ti ： 0.25-0.35， Ce ： 0.45-0.55， Zr ： 0.10-0.15， Si 0.8， Mn 1.5， S 0.03， P 0.04， 其余为 Fe。 3. 如权利要求 2 所述的一种轧辊用高速钢， 其特征在于， 所述高速钢的化学组成以重 量百分数计由下列组份组成 ： 。
5、C ： 3.4， W ： 1.4， Mo ： 6.0， V ： 2.5， Cr ： 9.00， Al ： 0.25， Ni ： 2.4， Co ： 7.0， Nb ： 0.3， Ti ： 0.3， Ce ： 0.5， Zr ： 0.12， Si 0.8， Mn 1.5， S 0.03， P 0.04， 其 余为 Fe。 权 利 要 求 书 CN 102758148 A 2 1/3 页 3 一种轧辊用高速钢 技术领域 0001 本发明涉及钢铁冶金领域， 特别涉及一种高速钢。 背景技术 0002 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。
6、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。近年来， 由于对轧制钢材的特殊需求， 对轧材的尺寸、 表面精度、 轧材的性能均提出了更高的要求。 另外， 随着轧制技术的发展， 轧 辊的工作环境也越来越苛刻， 以热连轧为例， 轧辊长期处于高温、 高负荷、 高速度的恶劣条 件下， 对轧辊的性能要求更高。 如何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。 000。
7、3 在普通高速钢中增加碳含量和钒含量， 可以增加高硬度 MC 型碳化物的数量， 改善 高速钢的耐磨性。目前以高碳高钒高速钢代替高铬铸铁、 无限冷硬铸铁和铸造半钢制造轧 辊是主要的发展方向之一。中国发明专利 CN1631565 公开了一种高钒高速钢复合轧辊及生 产工艺， 轧辊分为辊芯和轧辊耐磨层， 辊芯采用韧性较好的低合金钢或中碳钢材料制作， 轧 辊耐磨层采用高钒高速钢材料， 该高钒高速钢的主要元素含量为 ： C ： 1.8 3.5、 V ： 7 12、 Cr ： 4 5、 Mo ： 2 4、 Ni ： 0.5 1.5， 余量为铁。其生产工艺为 ： 辊芯与轧辊耐 磨层通过感应加热顺序凝固结晶方法。
8、复合熔铸为一体。该发明轧辊的钒含量太高， 易出现 低硬度的M3C型碳化物， 降低高速钢的耐磨性(宫坂善和， 片岡義弘， 汤田浩二.高炭素高速 度钢炭化物形成及添加影响， 铸造工学， 1997， 69(3) ： 201 206)。 中国发明专利 CN1807671 公开了一种连续复合高速钢轧辊工艺配方， 辊芯采用高韧性的合 金锻钢材料， 外层辊身采用的高速钢成分是 ( 重量 ) ： 1.5 3.5C， 2.0 7.0Cr， 2.0 7.0Mo， 4.0 10.0V， 4.0 10.0W， 0 10.0Co， Ni2.0， 余量为 Fe。采用该配方可以开发 W、 V 含量高、 偏析轻、 耐磨性好的。
9、复合高速钢轧辊， 可以满足热连轧技术的需求。该材质高 速钢轧辊只能采用连续复合工艺成形， 装备复杂且生产效率低， 采用离心铸造方法成形时， 元素偏析严重， 降低轧辊耐磨性。中国发明专利 CN1803325 公开了一种高速钢复合轧辊及 其制备方法， 其特征在于该复合轧辊的外层材料为高速钢， 轧辊芯部材料为石墨钢， 轧辊外 层高速钢材料的化学成分 ( 重量 ) 为 ： 1.2 2.5C， 0.3 1.5Si， 0.4 1.0Mn， 3.0 8.0Cr， 2.0 7.0Mo， 2.0 7.0V， 1.0 5.0W， 0.01 0.5RE， P0.05， S0.05， 余量为 Fe。 轧辊芯部石墨钢材。
10、料的化学成分 ( 重量 ) 为 ： 1.2 2.0C， 1.5 2.5Si， 0.3 1.0Mn， 0.5 1.5Ni， Cr0.2， Mo0.2， P0.05， S0.05， 0.01 0.2RE， 0.05 0.5Ca， 余量为 Fe， 复 合轧辊外层高速钢材料与芯部石墨钢材料为冶金结合。 其制造方法是采用离心铸造工艺将 两种金属材料浇铸成型后， 再对复合轧辊进行粗加工和淬火热处理， 采用该方法制造轧辊， 具有轧辊芯部强度高， 抗事故能力强和提高轧辊在线使用寿命以及生产成品率显著提高等 说 明 书 CN 102758148 A 3 2/3 页 4 特点。但该轧辊辊身组织粗大， 部分碳化物呈。
11、连续网状分布， 轧辊抗热疲劳性能差， 轧辊使 用中易出现龟裂和剥落， 影响轧辊的正常使用。中国发明专利 CN1339342 公开了一种高速 钢轧辊辊套的制造方法， 其要点是先制造高速钢电极毛管， 然后放在具有激冷结晶器的辊 套电渣重熔设备中进行电渣重熔， 制成毛坯， 再进行热处理及机加工。其优点是 ： 轧辊辊套 晶粒细小， 组织均匀， 夹杂物少， 没有缩孔、 疏松、 元素偏析等缺陷， 可使耐磨性、 强韧性等性 能提高， 延长使用寿命， 可克服目前离心铸造法和 CPC 法等制造轧辊或辊套的不足之处， 进 一步提高耐磨性和强韧性， 可用于制造钢管轧机、 高速线材预精轧机、 窄带精轧机及小型轧 机等。
12、辊套及轧辊。该方法存在工艺复杂、 能耗高和效率低等不足。 发明内容 0004 针对现有技术的不足， 本发明的目的之一在于提供一种轧辊用高速钢， 该高速钢 硬度、 强度和韧性高， 红硬性和耐磨性好。 0005 为实现上述目的， 本发明采用的技术方案如下 ： 0006 一种轧辊用高速钢， 所述高速钢的化学组成以重量百分数计由下列组份组成 ： C ： 3.2-3.6， W ： 1.2-1.6， Mo ： 5.0-7.0， V ： 2.0-3.0， Cr ： 8.0-10.0， Al ： 0.1-0.4， Ni ： 2.2-2.6， Co ： 6.5-7.5， Nb ： 0.2-0.4， T i ： 。
13、0.2-0.4， Ce ： 0.4-0.6， Zr ： 0.05-0.20， S i0.8， Mn1.5， S 0.03， P 0.04， 其余为 Fe。 0007 优选， 所述高速钢的化学组成以重量百分数计由下列组份组成 ： C ： 3.3-3.5， W ： 1.3-1.5， Mo ： 5.5-6.5， V ： 2.3-2.7， Cr ： 8.5-9.5， Al ： 0.15-0.35， Ni ： 2.3-2.5， Co ： 6.8-7.2， Nb ： 0.25-0.35， T i ： 0.25-0.35， Ce ： 0.45-0.55， Zr ： 0.10-0.15， Si 0.8， Mn。
14、 1.5， S 0.03， P 0.04， 其余为 Fe。 0008 最优选， 所述高速钢的化学组成以重量百分数计由下列组份组成 ： C ： 3.4， W ： 1.4， Mo ： 6.0， V ： 2.5， Cr ： 9.00， A l ： 0.25， Ni ： 2.4， Co ： 7.0， Nb ： 0.3， Ti ： 0.3， Ce ： 0.5， Zr ： 0.12， S i 0.8， Mn 1.5， S 0.03， P 0.04， 其余为 Fe。 0009 本发明与现有技术相比具有如下有益效果 ： 0010 本发明优化了高速钢的成分设计， 其中 C 是形成耐磨相碳化物的基本元素， C 含。
15、量 低导致碳化物数量少， 因此提高碳含量至3.2-3.6%， 高于3.6%将导致脆性增加。 W在高速钢 中主要以 Fe4W2C 形式存在， 淬火加热时， 一部分 Fe 4W2C 溶入奥氏体， 淬火后存在于马氏体 中。W 含量增加， 可以提高高速钢红硬性及减少热过敏性， 但 W 含量太高会增加碳化物的不 均匀性， 增大钢的脆性， 因此将 W 含量控制在 1.2-1.6。Mo 对高速钢的影响与 W 相近， 它 同样是促进二次硬化的主要元素。V 在高速钢中除了净化钢液， 减少夹杂物和气体含量外， 主要形成高硬度的 MC 型碳化物， 高温奥氏体化时 MC 溶解很困难， 高速钢中增加 V 含量， 可 明。
16、显提高耐磨性， 但含 V 含量过高， 由于沿晶界易出现龟裂， 因此 V 含量控制在 2.0-3.0。 Cr 在高速钢中部分存在于 M6C 型碳化物中， 也能够形成 M23C6型碳化物， 还有 40左右存在 于基体中。 Cr含量过高， 多余的Cr参与回火时沉淀析出的碳化物的形成， 这种含Cr碳化物 在较低温度时容易析出， 降低了钢的热稳定性， 因此将 Cr 含量控制在 8.0-10.0。Ni 是一 种非碳化物形成元素， 它固溶于基体能够提高基体的强度和热疲劳抗力， 对改善高速钢轧 辊的抗龟裂和剥落能力是有利的。Co ： Co 能提高高速钢的红硬性， 对提高高速钢轧辊高温 耐磨性是非常有利的， 但。
17、 Co 降低高速钢韧性， 综合考虑将 Co 含量控制在 6.5-7.5。Nb ： 说 明 书 CN 102758148 A 4 3/3 页 5 高速钢中含有较多的 W、 Mo、 Cr、 V 等合金元素， 而这些元素及其形成的碳化物的密度差别很 大， 在离心力作用下， 易产生偏析， 降低了轧辊的耐磨性。加入 Nb 可形成密度较大的 MC 型 复合碳化物， 降低碳化物和熔体密度差， 减轻偏析， 提高轧辊耐磨性。这样的设计使得各组 份协同配合， 为钢的微观组织提供了保证， 从而保证了高速钢的性能。 0011 以下结合实施例对本发明作进一步详细说明。 这些实施例仅是本发明的较佳的实 施例， 但本发明并。
18、不限于这些实施例。 具体实施方式 0012 实施例一 0013 一种轧辊用高速钢， 所述高速钢的化学组成以重量百分数计由下列组份组成 ： C ： 3.2， W ： 1.6， Mo ： 5.0， V ： 3.0， Cr ： 8.0， Al ： 0.4， Ni ： 2.2， Co ： 7.5， Nb ： 0.2， Ti ： 0.4， Ce ： 0.4， Zr ： 0.20， Si 0.8， Mn 1.5， S 0.03， P 0.04， 其余为 Fe。 0014 实施例二 0015 一种轧辊用高速钢， 所述高速钢的化学组成以重量百分数计由下列组份组成 ： C ： 3.6， W ： 1.2， Mo 。
19、： 7.0， V ： 2.0， Cr ： 10.0， Al ： 0.1， Ni ： 2.6， Co ： 6.5， Nb ： 0.4， Ti ： 0.2， Ce ： 0.6， Zr ： 0.05， S i 0.8， Mn 1.5， S 0.03， P 0.04， 其余为 Fe。 0016 实施例三 0017 一种轧辊用高速钢， 所述高速钢的化学组成以重量百分数计由下列组份组成 ： C ： 3.3， W ： 1.5， Mo ： 5.5， V ： 2.7， Cr ： 8.5， Al ： 0.35， Ni ： 2.3， Co ： 7.2， Nb ： 0.25， Ti ： 0.35， Ce ： 0.45。
20、， Zr ： 0.15， S i 0.8， Mn 1.5， S 0.03， P 0.04， 其余为 Fe。 0018 实施例四 0019 一种轧辊用高速钢， 所述高速钢的化学组成以重量百分数计由下列组份组成 ： C ： 3.5， W ： 1.3， Mo ： 6.5， V ： 2.3， Cr ： 9.5， Al ： 0.15， Ni ： 2.5， Co ： 6.8， Nb ： 0.35， Ti ： 0.25， Ce ： 0.55， Zr ： 0.10， S i 0.8， Mn 1.5， S 0.03， P 0.04， 其余为 Fe。 0020 实施例五 0021 一种轧辊用高速钢， 所述高速钢的。
21、化学组成以重量百分数计由下列组份组成 ： C ： 3.4， W ： 1.4， Mo ： 6.0， V ： 2.5， Cr ： 9.00， Al ： 0.25， Ni ： 2.4， Co ： 7.0， Nb ： 0.3， T i ： 0.3， Ce ： 0.5， Zr ： 0.12， S i 0.8， Mn 1.5， S 0.03， P 0.04， 其余为 Fe。 0022 申请人声明， 本发明通过上述实施例来说明本发明的详细工艺设备和工艺流程， 但本发明并不局限于上述详细工艺设备和工艺流程， 即不意味着本发明必须依赖上述详细 工艺设备和工艺流程才能实施。 所属技术领域的技术人员应该明了， 对本发明的任何改进， 对本发明产品各原料的等效替换及辅助成分的添加、 具体方式的选择等， 均落在本发明的 保护范围和公开范围之内。 说 明 书 CN 102758148 A 5 。