一种轧机导卫用高硬度合金材料及轧机导卫热处理方法技术领域
本发明属于金属材料技术领域，特别是涉及一种轧机导卫用高硬度合金材料及轧
机导卫热处理方法。
背景技术
导卫装置是型钢轧机中不可缺少的重要部件，为了使轧件按照规定的位置、方向
和所需要的状态准确地进出孔型，避免轧件缠辊，轧件被刮切和挤钢并保证工人和设备安
全，轧辊前后都要安装导卫装置。导卫装置包括导卫板、导板盒、固定横梁、导管、扭转导板、
扭转辊及正反围盘等。
导板用来引导轧件正确进出孔型，使轧件在水平方向不致左右偏斜和歪扭。装入
口处的导板称入口导板，装在出口处的称为出口导板。三辊式轧机需要有升降台或翻钢导
板以及各种专用翻钢机、移钢机、反围盘、正围盘、立围盘等装置。反围盘的作用是将平放的
椭圆形、菱形、矩形轧件导向下一机架，并翻转90度角使轧件立着进入方形孔或立轧孔。在
围盘的跑槽内轧件不能自然地完成上述翻转动作，必须借助于扭转导管。
正围盘的作用是将立放着的方形轧件由一架轧机导向另一架轧机，并使轧件自然
地翻转45度角平着进入椭圆孔型。立围盘的作用是在同一机架上，将上轧制线的轧件导向
下轧制线，并将轧件扭转45度角。有些生产焊管坯的轧机也使用立围盘，这种立围盘只起导
向作用，不起扭转轧件的作用。
由于导卫装置承受巨大的机械压力，对其结构造成持续性的破坏，寿命普遍较低。
现有的轧机导卫大多采用奥氏体耐热钢，该材质具有较好的高温稳定性和韧性，但是其高
温耐磨性差，致使产品磨损严重，过钢量一般不超过800吨，使用寿命低。
发明内容
本发明的目的在于提供一种轧机导卫用高硬度合金材料及轧机导卫热处理方法，
通过加入的Ti、Co与C形成高硬度的碳化物，形成高硬度且弥散分布的合金碳化物，保证合
金有高的硬度、耐磨性和红硬性，解决了现有的轧机导卫寿命低，易损坏的问题。
为解决上述技术问题，本发明是通过以下技术方案实现的：
本发明为一种轧机导卫用高硬度合金材料，包括该高硬度合金材料的各组分按质
量百分比的构成为：C：2.45～2.6％，Cr：8～10.5％，Ti：3.8～4.2％，Mn：0.4～0.8％，Co：
0.4～0.6％，Mo：0.05～0.1％，Cu：0.15～0.2％，余量为Fe，且Ti和C之间的质量百分比的比
例为：Ti/C＝1～3；
所述高强度合金材料的热处理方法包括如下步骤：
步骤一：首先，对轧机导卫在200℃～300℃温度下进行低温去应力退火，时间为2
小时～3.5小时，炉冷至室温；
步骤二：然后，经过600℃～800℃的预热，保温4小时，并进行1060℃～2050℃的固
溶处理4小时～5小时；
步骤三：最后，以80℃～100℃/小时的加热速度加热至440℃～480℃，进行2小时
～3小时的440℃～480℃高温回火，空冷至室温；
步骤四：最后在270℃～290℃低温回火5小时，随炉冷却至室温。
轧机导卫热处理方法，所述轧机导卫是由权利要求1所述的高强度合金材料制成
的，其热处理方法包括如下步骤：
步骤一：首先，对轧机导卫在200℃～300℃温度下进行低温去应力退火，时间为2
小时～3.5小时，炉冷至室温；
步骤二：然后，经过600℃～800℃的预热，保温4小时，并进行1060℃～2050℃的固
溶处理4小时～5小时；
步骤三：最后，以80℃～100℃/小时的加热速度加热至440℃～480℃，进行2小时
～3小时的440℃～480℃高温回火，空冷至室温；
步骤四：最后在270℃～290℃低温回火5小时，随炉冷却至室温。
进一步地，所述步骤一中，低温去应力退火过程由室温加热至200℃～300℃的升
温速度为85℃～100℃/小时。
进一步地，所述步骤二中，固溶处理过程由室温加热至1060℃～2050℃的升温速
度为205℃～250℃/小时。
进一步地，所述步骤三中，高温回火过程由室温加热至440℃～480℃的升温速度
为55℃～75℃/小时。
进一步地，所述步骤四中，低温回火过程由室温加热至270℃～290℃的升温速度
为25℃～30℃/小时。
该轧机导卫用高硬度合金材料通过调整化学成分并使用不同的热处理工艺，以改
善和提高合金硬度和韧性，从而满足导卫材料恶劣的工作环境和极高的性能要求。本发明
所述高温耐磨合金材料的各组分为：C：2.45～2.6wt％(质量百分比)，Cr：8～10.5wt％，Ti：
3.8～4.2wt％，Mn：0.4～0.8wt％，Co：0.4～0.6wt％，Mo：0.05～0.1wt％，P≤0.03wt％，S≤
0.03wt％，Cu：0.15～0.2wt％，wt％表示质量百分比。Co作为添加剂，具有粘结的作用，Ti、
Mn、Mo、Cu等为材料为可添加的材料，从而提高合金材料的淬透性、硬度和韧性等特性。
其中，C：2.45～2.6wt％，与Ti、Fe等合金元素配合，形成高硬度且弥散分布的合金
碳化物，保证合金有高的硬度、耐磨性和红硬性；
其中，Mn：0.4～0.8wt％，使合金具有很好的固溶强化效果，提高合金的热强性；
其中，Cr：8～10.5wt％，有利于提高合金的淬透性和耐磨性，并在合金表面形成致
密的铬氧化膜，以增强抗氧化性能，预防粘钢，提升抗高温腐蚀性能；加入少量的Ni、Mo、Cu
等合金元素便于形成大量细小、弥散、坚硬而不聚集长大的合金碳化物，以造成二次硬化效
应，同时具有良好的韧性。
其中，以提高合金的塑性和导热性，使碳化物变细、不连续，防止导卫在急冷急热
的使用环境中产生炸裂。
本发明具有以下有益效果：
1、本发明的高强度合金材料通过在传统铬基高温耐磨合金(C：0.70-1.40wt％；
Cr：8.00-14.00wt％)的基础上，通过调整合金成分，尤其是调整碳、铬含量，提高该轧机导
卫的表面增强抗氧化性能，预防粘钢，提升抗高温腐蚀性能。
2、本发明的高强度合金材料中加入的Ti、Co与C形成高硬度的碳化物，形成高硬度
且弥散分布的合金碳化物，保证合金有高的硬度、耐磨性和红硬性。
当然，实施本发明的任一产品并不一定需要同时达到以上所述的所有优点。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，
显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的
实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都
属于本发明保护的范围。
实施例一
一种轧机导卫用高硬度合金材料，该高硬度合金材料的各组分按质量百分比的构
成为：C：2.45w％，Cr：8w％，Ti：3.8w％，Mn：0.4w％，Co：0.4w％，Mo：0.05w％，Cu：0.15w％，余
量为Fe，且Ti和C之间的质量百分比的比例为：Ti/C＝1.55；
该高强度合金材料的热处理方法包括如下步骤：
步骤一：首先，对轧机导卫在200℃温度下进行低温去应力退火，时间为2.5小时，
炉冷至室温；低温去应力退火过程由室温加热至200℃的升温速度为85℃/小时。
步骤二：然后，经过600℃的预热，保温4小时，并进行1360℃的固溶处理4小时；固
溶处理过程由室温加热至1360℃的升温速度为205℃/小时。
步骤三：最后，以80℃/小时的加热速度加热至440℃，进行2小时的440℃高温回
火，空冷至室温；高温回火过程由室温加热至440℃的升温速度为55℃/小时。
步骤四：最后在270℃低温回火5小时，随炉冷却至室温，低温回火过程由室温加热
至270℃的升温速度为25℃/小时。
常温性能测试：微观硬度：基体中细小、弥散、均匀分布的碳化物的显微硬度为
HV1550～1620；宏观硬度：导卫工作表面层硬度HRC70～72.5；冲击韧性：11.5J/m2。
实施例二
一种轧机导卫用高硬度合金材料，该高硬度合金材料的各组分按质量百分比的构
成为：C：2.6％，Cr：10.5％，Ti：4.2％，Mn：0.8％，Co：0.6％，Mo：0.1％，Cu：0.2％，余量为Fe，
且Ti和C之间的质量百分比的比例为：Ti/C＝1.61；
该高强度合金材料的热处理方法包括如下步骤：
步骤一：首先，对轧机导卫在300℃温度下进行低温去应力退火，时间为3.5小时，
炉冷至室温；低温去应力退火过程由室温加热至300℃的升温速度为85℃/小时。
步骤二：然后，经过600℃的预热，保温4小时，并进行2010℃的固溶处理4小时；固
溶处理过程由室温加热至2010℃的升温速度为250℃/小时。
步骤三：最后，以100℃/小时的加热速度加热至800℃，进行2小时的800℃高温回
火，空冷至室温；高温回火过程由室温加热至800℃的升温速度为60℃/小时。
步骤四：最后在290℃低温回火5小时，随炉冷却至室温，低温回火过程由室温加热
至270℃的升温速度为25℃/小时。
常温性能测试：微观硬度：基体中细小、弥散、均匀分布的碳化物的显微硬度为
HV2550～3000；宏观硬度：导卫工作表面层硬度HRC102.1～122.5；冲击韧性：13.5J/m2。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指
结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施
例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。
而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合
适的方式结合。
以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽
叙述所有的细节，也不限制该发明仅为所述的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，
可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明
的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅
受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。