2022

轧辊材料及热处理工艺的发展历程

　　轧辊的使用寿命主要取决于其内部性能和工作应力，内部性能包括强度和硬度。为了使轧辊有足够的强度，轧辊的材料应加以考虑。硬度通常是指轧辊工作表面的硬度，它决定了轧辊的耐磨性，在一定程度上也决定了轧辊的使用寿命，合理的选材和热处理可以满足轧辊的硬度要求。下面，小编将带大家一起来了解轧辊材料及热处理工艺的发展。

　　不少人不知道的是，冷轧辊在工作过程中承受很大的轧制压力，轧件的焊缝、夹杂、边裂等问题容易导致瞬时高温，使工作辊开裂、粘辊甚至因强烈的热冲击而剥落报废。因此，冷轧辊应具有抵抗弯曲、扭转和剪切应力引起的开裂和剥落的能力，还应具有较高的耐磨性、接触疲劳强度、断裂韧性和热冲击强度。

　　因此，20世纪70年代末至80年代中期开始，国内外研究开始使用铬含量为3% ~ 5%的深淬硬层冷轧工作辊钢。但这些钢都是高碳高合金材料，具有良好的硬度和耐磨性，但轧辊淬硬表面脆性大，接触疲劳寿命短，质量不稳定。为了提高硬化层的深度和接触疲劳寿命，降低硬化层的脆性和过热敏感性，满足轧件对冷轧工作辊力学性能和使用性能的进一步要求，从20世纪80年代中后期开始，国外轧辊制造商对5% Cr冷轧辊钢的化学成分进行了优化，主要是在5% Cr钢中添加钼和钒或钛和镍。在添加了约0.1%钛的5% Cr钢轧辊中，钛以TiCN的形式精细地沉淀在基体中。摩擦损失后，TiCN脱落，辊表面形成划痕，从而再生出适度的粗糙度。在马口铁轧机的实际运行中，有效地利用了低粗糙度压下量的优势，从轧制初期就可以实现高速轧制。

　　展望未来，冷轧辊的发展方向将是在保证一定韧性的同时，进一步提高强度、硬度和硬化层深度。大型冷轧工作辊一般会采用含钒、铣、镍等元素的改进型5% Cr钢。为了提高材料的淬透性，Cr的含量将进一步增加。如含Cr 8% ~ 10%及更高的锻钢在实际生产中已有使用，但Cr含量增加会导致韧性差。因此，需要适当平衡C和Cr的含量，并在较低的温度下淬火，以获得冷轧辊所需的硬度，从而减少轧辊的断裂及其断裂敏感性。此外，随着锻造制造技术的进一步提高，高铬钢工作辊将在大型冷连轧机中得到更广泛的应用。5% Cr及其含钒改良型钢广泛应用于大型支承辊锻件，高铬含量的大型锻钢支承辊已进入实用阶段。

　　总之，合理的选材和恰当的热处理可以节约大量的轧辊材料，降低轧制生产成本，提高轧辊质量和产量。

轧辊

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