CN109280743B - 一种轧辊用高强度耐磨钢及其生产方法 - Google Patents

一种轧辊用高强度耐磨钢及其生产方法 Download PDF

Info

Publication number
CN109280743B
CN109280743B CN201811374748.2A CN201811374748A CN109280743B CN 109280743 B CN109280743 B CN 109280743B CN 201811374748 A CN201811374748 A CN 201811374748A CN 109280743 B CN109280743 B CN 109280743B
Authority
CN
China
Prior art keywords
steel
temperature
cooling
forging
heating
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201811374748.2A
Other languages
English (en)
Other versions
CN109280743A (zh
Inventor
严庆辉
冯光学
安钢
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hubei Fufeng New Material Technology Co ltd
Original Assignee
Hubei Fufeng New Material Technology Co ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hubei Fufeng New Material Technology Co ltd filed Critical Hubei Fufeng New Material Technology Co ltd
Priority to CN201811374748.2A priority Critical patent/CN109280743B/zh
Publication of CN109280743A publication Critical patent/CN109280743A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN109280743B publication Critical patent/CN109280743B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/02—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing silicon
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21C—PROCESSING OF PIG-IRON, e.g. REFINING, MANUFACTURE OF WROUGHT-IRON OR STEEL; TREATMENT IN MOLTEN STATE OF FERROUS ALLOYS
    • C21C7/00—Treating molten ferrous alloys, e.g. steel, not covered by groups C21C1/00 - C21C5/00
    • C21C7/04—Removing impurities by adding a treating agent
    • C21C7/06—Deoxidising, e.g. killing
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21C—PROCESSING OF PIG-IRON, e.g. REFINING, MANUFACTURE OF WROUGHT-IRON OR STEEL; TREATMENT IN MOLTEN STATE OF FERROUS ALLOYS
    • C21C7/00—Treating molten ferrous alloys, e.g. steel, not covered by groups C21C1/00 - C21C5/00
    • C21C7/10—Handling in a vacuum
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D1/00—General methods or devices for heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering
    • C21D1/18—Hardening; Quenching with or without subsequent tempering
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D1/00—General methods or devices for heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering
    • C21D1/26—Methods of annealing
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D1/00—General methods or devices for heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering
    • C21D1/26—Methods of annealing
    • C21D1/32—Soft annealing, e.g. spheroidising
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D8/00—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment
    • C21D8/005—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment of ferrous alloys
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/001—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing N
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/002—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing In, Mg, or other elements not provided for in one single group C22C38/001 - C22C38/60
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/04—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing manganese
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/18—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
    • C22C38/40—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel
    • C22C38/44—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel with molybdenum or tungsten
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/18—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
    • C22C38/40—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel
    • C22C38/46—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel with vanadium
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/18—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
    • C22C38/40—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel
    • C22C38/52—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel with cobalt
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D2211/00—Microstructure comprising significant phases
    • C21D2211/008—Martensite
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P10/00—Technologies related to metal processing
    • Y02P10/20—Recycling

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Heat Treatment Of Steel (AREA)
  • Forging (AREA)

Abstract

本发明公开了一种轧辊用高强度耐磨钢及其生产方法，所述钢材含有下述质量百分比含量的化学成分：C：1.45～1.58%，Si：0.10～0.40%，Mn：0.10～0.40%，Cr：11.50～12.50%，Mo：0.85～1.20%，V：0.75～0.80%，Ni：0.20～0.30%，W：0.15～0.20%，Co：0.30～0.40%，P：≤0.010%，S：≤0.003%，[N]：(50～100)×10‑4%，[O]：(7.5～13)×10‑4%；余量为Fe及其他不可避免杂质；本发明钢通过成分设计、共晶碳化物分布，控制冶炼、锻造及控制成材后的热处理后，钢材除了具有优良耐磨性能外，强韧性极高，可用于制造高强冷轧辊，使用寿命及安全性大大提高。

Description

一种轧辊用高强度耐磨钢及其生产方法
技术领域
本发明涉及钢铁材料技术领域，特别是一种轧辊用高强度耐磨钢及其生产方法。
背景技术
轧机正走向自动化、高速度、高产量，可调节，可逆式及串联式发展，并且轧辊轴向移动，因此对冷轧辊的材质提出了更高的要求，材料的组织及淬火硬度的均匀性都要求十分严格，冷轧辊经常出现不耐磨、表面剥落、掉块、甚至发生断辊的事故，冷轧辊用钢多属于高碳高铬冷作模具钢，也属于莱氏体共晶钢，其铸态组织为莱氏体+粗大的鱼骨状碳化物，因其合金含量较多，碳含量高，故热加工性能很差，变形阻力大，脆性大，难成型，如果瞬间变形量大，轻则中心部形成过热空洞，重则形成开裂及内裂，受锻造温度所限，锻造火次很多。为了更有效的利用高温塑性，提高钢材成材率，降低能耗，对钢材成分进行调整，提高冶炼质量，优化锻造工艺势在必行。
发明内容
本发明的目的就是针对现有轧辊用钢以莱氏体共晶钢为主，钢中存在共晶碳化物偏析及粗大碳化物，导致钢材热加工性能差、变形阻力大、脆性大、成型难度大，锻造火次多，能耗高等问题，提供一种轧辊用高强度耐磨钢及其生产方法。
本发明的一种轧辊用高强度耐磨钢，所述钢材含有下述质量百分比含量的化学成分：C：1.45～1.58%，Si：0.10～0.40%，Mn：0.10～0.40%，Cr：11.50～12.50%，Mo：0.85～1.20%，V：0.75～0.80%，Ni：0.20～0.30%，W：0.15～0.20%，Co：0.30～0.40%，P：≤0.010%，S：≤0.003%，[N]：(50～100)×10-4%，[O]：(7.5～13)×10-4%；余量为Fe及其他不可避免杂质。
优选地，本发明的一种轧辊用高强度耐磨钢，所述钢材含有下述质量百分比含量的化学成分：C：1.52%，Si：0.28%，Mn：0.28%，Cr：12.10%，Mo：1.05%，V：0.78%，Ni：0.25%，W：0.18%，Co：0.35%，P：≤0.010%，S：≤0.003%，[N]：(50～100)×10-4%，[O]：(7.5～13)×10-4%；余量为Fe及其他不可避免杂质。
本发明的一种轧辊用高强度耐磨钢的生产方法，包括下述步骤：
（1）EAF熔炼：精选优质返回料、废钢铁料、合金、辅料加入炉中熔化，装炉量12吨，待炉料基本熔清，炉内钢液温度达1460-1490℃，取样全分析，继续升温至钢液温度≥1550℃时，加入Fe-Si合金，再加CaO造渣，渣化好后再加Al 1.0kg/t钢液，加Si粉脱氧，取样分析至钢液成分合格后，钢水温度在1540～1560℃下搅拌2～3分钟出钢，出钢过程氩气搅拌；
（2）LF精炼：调氩，送电，加入二元渣料，其中石灰250～300kg，萤石50～60kg，根据钢中C、Si含量，选用C粉、Si粉、渗Al粉进行渣面扩散脱氧，分3～4批加入，每批间隔5～10分钟，白渣保持时间不少于30分钟；升温至钢液温度不低于1450℃，精炼中后期温度不低于1520℃，吊包转VD炉前10分钟，温度不低于1555℃，在此温度保持10分钟后吊包转VD炉真空处理；
（3）VD炉真空处理：真空合盖前喂入终脱氧Al线：按0.7kg/t钢液量喂入；在60Pa以下压力保持20～30分钟，真空脱气至氮含量＜120ppm，氧含量＜13ppm后破空；软吹氩5～10分钟，温度1450～1470℃吊包浇注电极母材；
（4）浇注电极母材：加入干燥保护渣2kg/t钢液，浇注速度控制钢液面在模内平稳、匀速上升，严禁钢液面翻滚裸露，帽口补缩，过帽口线均匀减速：至帽口一半钢流速减一半，帽口一半以上逐步减速至浇满帽口停止浇注；
（5）电极母材高温退火：加热到880℃保持5小时，然后缓冷到450℃以下出炉空冷；
（6）ESR炉电渣重熔处理：退火后的电极母材采用Φ400mm铁模铸棒冶炼2.0t电渣锭，充填比为0.5；采用二元渣120kg，其中萤石84Kg，铝氧粉36Kg；用石墨电极化渣，化渣时间为30分钟，渣化好后用钢钎将结晶器内壁粘附的渣皮打净，交替自耗电极进行电渣重熔，重熔完毕，钢锭在结晶器内模冷50分钟后，脱模进缓冷坑埋砂72小时；
（7）电渣钢锭起坑退火：加热到880℃保持5小时，然后缓冷到450℃以下出炉空冷；
（8）锻造开方坯：将钢锭以100℃/h的升温速率加热至450℃，再以100℃/h的加热速率加热至850～900℃，再以100℃/h的加热速率加热至1100～1150℃，并保温2h；保证烧透，钢锭开锻温度1080～1120℃，停锻温度≥800℃，采用“两轻一重”的锻造原则，锻后沙冷，通常冷却时间为＞48h，到150℃以下起坑并及时退火；
（9）锻造成材：将钢坯以100℃/h的升温速率加热至850～900℃，再以100℃/h的加热速率加热至1100～1150℃，并保温2h；保证透烧，钢坯开锻温度1080～1120℃，停锻温度≥800℃，采用“两轻一重”的锻造原则，锻后沙冷，通常冷却时间为＞48h，到150℃以下起坑并及时退火；
（10）超细化处理：加热温度为1020～1050℃，加热保温时间为2.0～2.5h ，随后放入油中冷却，冷却到120～200℃出油，空冷至50～80℃装炉，再进行球化退火：加热温度为860～880℃，加热保温时间为3.0～4.0h，随后降温到730～750℃保温时间为2.0～3.0h再随炉降温到500℃以下出炉空冷，即得。
本发明中各化学成分的含量限定范围均是发明人在通过大量实验研究及性能检测之后得出的，具体理由如下：
本发明钢材是在传统Cr12Mo1V1的基础上，针对轧辊的工作性能对钢材化学成分做了部分调整，适当降低Si、Mn含量，增加Cr、Mo、V含量，同时添加Ni、Co元素，提高了轧辊的强韧性及耐磨性，同时改进了生产工艺，降低了生产成本，提高了钢材的强韧性；本发明中各化学成分的含量限定范围均是发明人在通过大量实验研究及性能检测之后得出的，本发明钢材的主要成分设计依据如下：
Si：能够提高钢材的回火稳定性和强度，但是过高的Si含量会导致钢材塑性和韧性有所下降，其含量不宜过高，因此本发明中将Si含量控制在0.10～0.40%。
Mn：是提高钢的屈服强度和抗拉强度的主要元素之一，但同时Mn元素是一种易偏析的元素，导致共晶碳化物偏析，对钢板后续加工时的低温韧性和抗开裂性能有较大影响。因此，本发明中将Mn含量限定在0.10～0.40%范围内。
W：钨熔点高，比重大，可以提高钢的持久强度和高温硬度，钨与碳形成碳化钨有很高的硬度和耐磨性，可显著提高红硬性和热强性，因此本发明中在钢材中引入W元素，并将其含量设计为0.15～0.20%。
Co：能够提高钢材的抗弯强度、抗压强度、冲击韧性、弹性模量和较小的热膨胀系数，本发明中将Co的含量设计为0.30～0.40%。
Ni：冷作钢中镍能提高钢的强度，改善钢材的冲击韧性和断裂韧性，使钢材保持良好的塑性和韧性，同时镍对酸碱有较高的耐腐蚀能力，在高温下有防锈和耐热能力，可以提高钢材的耐候性，因此本发明中将Ni含量设计为0.20～0.30%。
P：≤0.010%，S：≤0.003%， P、S是有害杂质元素。P的晶界偏析产生脆性；而S与Mn极易形成MnS夹杂，并在轧制过程中易沿轧向形成MnS夹杂物带，影响轧辊的暗纹缺陷；因此P含量需控制在0.010%以下，S含量需控制在0.003%以下。
本发明的[N]：（50～100）×10-4%，[O]：（7.5～13）×10-4%，[N]含量控制在（50～100）×10-4%，[N]与钢中的合金元素形成氮化物或碳氮化物，是细化晶粒和沉淀析出的重要元素。[O]含量控制在（7.5～13）×10-4%，有效降低了钢中的非金属夹杂物，主要有CaO，Al2O3类氧化物夹杂。
本发明钢材的生产方法，采用EAF+LF+VD+ESR的冶炼工艺路线和钢锭—锻造开坯—钢坯退火—多火锻造成材的锻造工艺路线，具体发明点如下：
（1）通过EAF+LF+VD+ESR的冶炼工艺，严格控制钢材中各合金元素及P、S、N、O含量的控制在目标成分范围内；
（2）通过锻造工艺使钢材消除和改善共晶碳化物不均匀度及碳化物颗粒；
（3）通过超细化处理进一步消除和改善钢材中共晶碳化物颗粒大小及不均匀度。
采用本发明方法生产的钢材，直径可达80-220mm，淬火硬度可达62-66HRC，金相组织为回火马氏体+碳化物，共晶碳化物以细颗粒及球状均匀分布。钢材中大块的一次碳化物从4.0级下降至2.5级，共晶碳化物不均匀度从6.0级下降到3.0级。
本发明钢材通过调整成分、优化冶炼工艺，减少钢中的共晶碳化物偏析及粗大碳化物，消除和改善莱氏体钢网状共晶碳化物，通过优化锻造工艺，消除和改善共晶碳化物不均匀度及碳化物颗粒，通过金相组织图片可以明显的观察到碳化物均匀分布在马氏体基体上，主要类型为MC和V系碳化物，轧材不同的粗糙度对轧辊表面影响均较小。本发明生产的钢材除了具有优良耐磨性能外，强韧性极高，可用于制造高强冷轧辊，使用寿命及安全性大大提高。
具体实施方式
为了更好地解释本发明的技术方案，下面结合具体实施例对本发明的技术方案进行进一步的说明，下述实施例仅仅是示例性的说明本发明的技术方案，并不以任何形式限制本发明。
下表1为本发明各实施例钢材中所含化学成分的质量百分含量列表；
下表2为本发明各实施例钢材的主要工艺步骤中各工艺参数的取值列表；
下表3为本发明各实施例的力学性能测试结果；
本发明的一种轧辊用高强度耐磨钢的生产方法，包括下述步骤：
（1）EAF熔炼：精选优质返回料、废钢铁料、合金、辅料加入炉中熔化，装炉量12吨，待炉料基本熔清，炉内钢液温度达1460-1490℃，取样全分析，继续升温至钢液温度≥1550℃时，加入Fe-Si合金，再加CaO造渣，渣化好后再加Al 1.0kg/t钢液，加Si粉脱氧，取样分析至钢液成分合格后，钢水温度在1540～1560℃下搅拌2～3分钟出钢，出钢过程氩气搅拌；
（2）LF精炼：调氩，送电，加入二元渣料，其中石灰250～300kg，萤石50～60kg，根据钢中C、Si含量，选用C粉、Si粉、渗Al粉进行渣面扩散脱氧，分3～4批加入，每批间隔5～10分钟，白渣保持时间不少于30分钟；升温至钢液温度不低于1450℃，精炼中后期温度不低于1520℃，吊包转VD炉前10分钟，温度不低于1555℃，在此温度保持10分钟后吊包转VD炉真空处理；
（3）VD炉真空处理：真空合盖前喂入终脱氧Al线：按0.7kg/t钢液量喂入；在60Pa以下压力保持20～30分钟，真空脱气至氮含量＜120ppm，氧含量＜13ppm后破空；软吹氩5～10分钟，温度1450～1470℃吊包浇注电极母材；
（4）浇注电极母材：加入干燥保护渣2kg/t钢液，浇注速度控制钢液面在模内平稳、匀速上升，严禁钢液面翻滚裸露，帽口补缩，过帽口线均匀减速：至帽口一半钢流速减一半，帽口一半以上逐步减速至浇满帽口停止浇注；
（5）电极母材高温退火：加热到880℃保持5小时，然后缓冷到450℃以下出炉空冷；
（6）ESR炉电渣重熔处理：退火后的电极母材采用Φ400mm铁模铸棒冶炼2.0t电渣锭，充填比为0.5；采用二元渣120kg，其中萤石84Kg，铝氧粉36Kg；用石墨电极化渣，化渣时间为30分钟，渣化好后用钢钎将结晶器内壁粘附的渣皮打净，交替自耗电极进行电渣重熔，重熔完毕，钢锭在结晶器内模冷50分钟后，脱模进缓冷坑埋砂72小时；
（7）电渣钢锭起坑退火：加热到880℃保持5小时，然后缓冷到450℃以下出炉空冷；
（8）锻造开方坯：将钢锭以100℃/h的升温速率加热至450℃，再以100℃/h的加热速率加热至850～900℃，再以100℃/h的加热速率加热至1100～1150℃，并保温2h；保证烧透，钢锭开锻温度1080～1120℃，停锻温度≥800℃，采用“两轻一重”的锻造原则，锻后沙冷，通常冷却时间为＞48h，到150℃以下起坑并及时退火；
（9）锻造成材：将钢坯以100℃/h的升温速率加热至850～900℃，再以100℃/h的加热速率加热至1100～1150℃，并保温2h；保证透烧，钢坯开锻温度1080～1120℃，停锻温度≥800℃，采用“两轻一重”的锻造原则，锻后沙冷，通常冷却时间为＞48h，到150℃以下起坑并及时退火；
（10）超细化处理：加热温度为1020～1050℃，加热保温时间为2.0～2.5h ，随后放入油中冷却，冷却到120～200℃出油，空冷至50～80℃装炉，再进行球化退火：加热温度为860～880℃，加热保温时间为3.0～4.0h，随后降温到730～750℃保温时间为2.0～3.0h再随炉降温到500℃以下出炉空冷，即得。
表1 本发明各实施例及对比实施例钢板的化学成分（wt，%）
Figure DEST_PATH_IMAGE002
表2 本发明各实施例的主要工艺参数取值列表
Figure DEST_PATH_IMAGE004
表3 本发明各实施例主要性能结果
Figure DEST_PATH_IMAGE006
从表3可以看出，本发明钢材的淬火硬度达62-66HRC，钢材中一次性碳化物仅为4.0级，共晶碳化物不均匀度3.0级，相比传统轧辊钢，性能大幅提高。将本发明生产的钢材用于各种高强度冷轧辊机上试用，轧材不同的粗糙度对轧辊表面影响均较小。
上述实施例仅仅是示例性的解释说明本发明，并不以任何形式限制本发明，任何人在依据本发明权利要求的原理下对本发明进行的任何内容或形式上的非实质性的改变，均应视为落入本发明权利要求的实质保护范围内。

Claims (2)

1.一种轧辊用高强度耐磨钢，所述钢含有下述质量百分比含量的化学成分：C：1.45～1.58%，Si：0.10～0.40%，Mn：0.10～0.40%，Cr：11.50～12.50%，Mo：0.85～1.20%，V：0.75～0.80%，Ni：0.20～0.30%，W：0.15～0.20%，Co：0.30～0.40%，P：≤0.010%，S：≤0.003%，[N]：(50～100)×10-4%，[O]：(7.5～13)×10-4%；余量为Fe及其他不可避免杂质；
其特征在于：所述钢的生产方法包括下述步骤：
（1）EAF熔炼：精选优质返回料、废钢铁料、合金、辅料加入炉中熔化，装炉量12吨，待炉料基本熔清，炉内钢液温度达1460-1490℃，取样全分析，继续升温至钢液温度≥1550℃时，加入Fe-Si合金，再加CaO造渣，渣化好后再加Al 1.0kg/t钢液，加Si粉脱氧，取样分析至钢液成分合格后，钢水温度在1540～1560℃下搅拌2～3分钟出钢，出钢过程氩气搅拌；
（2）LF精炼：调氩，送电，加入二元渣料，其中石灰250～300kg，萤石50～60kg，根据钢中C、Si含量，选用C粉、Si粉、渗Al粉进行渣面扩散脱氧，分3～4批加入，每批间隔5～10分钟，白渣保持时间不少于30分钟；升温至钢液温度不低于1450℃，精炼中后期温度不低于1520℃，吊包转VD炉前10分钟，温度不低于1555℃，在此温度保持10分钟后吊包转VD炉真空处理；
（3）VD炉真空处理：真空合盖前喂入终脱氧Al线：按0.7kg/t钢液量喂入；在60Pa以下压力保持20～30分钟，真空脱气至氮含量＜120ppm，氧含量＜13ppm后破空；软吹氩5～10分钟，温度1450～1470℃吊包浇注电极母材；
（4）浇注电极母材：加入干燥保护渣2kg/t钢液，浇注速度控制钢液面在模内平稳、匀速上升，严禁钢液面翻滚裸露，帽口补缩，过帽口线均匀减速：至帽口一半钢流速减一半，帽口一半以上逐步减速至浇满帽口停止浇注；
（5）电极母材高温退火：加热到880℃保持5小时，然后缓冷到450℃以下出炉空冷；
（6）ESR炉电渣重熔处理：退火后的电极母材采用Φ400mm铁模铸棒冶炼2.0t电渣锭，充填比为0.5；采用二元渣120kg，其中萤石84Kg，铝氧粉36Kg；用石墨电极化渣，化渣时间为30分钟，渣化好后用钢钎将结晶器内壁粘附的渣皮打净，交替自耗电极进行电渣重熔，重熔完毕，钢锭在结晶器内模冷50分钟后，脱模进缓冷坑埋砂72小时；
（7）电渣钢锭起坑退火：加热到880℃保持5小时，然后缓冷到450℃以下出炉空冷；
（8）锻造开方坯：将钢锭以100℃/h的升温速率加热至450℃，再以100℃/h的加热速率加热至850～900℃，再以100℃/h的加热速率加热至1100～1150℃，并保温2h；保证烧透，钢锭开锻温度1080～1120℃，停锻温度≥800℃，采用“两轻一重”的锻造原则，锻后沙冷，冷却时间为＞48h，到150℃以下起坑并及时退火；
（9）锻造成材：将钢坯以100℃/h的升温速率加热至850～900℃，再以100℃/h的加热速率加热至1100～1150℃，并保温2h；保证透烧，钢坯开锻温度1080～1120℃，停锻温度≥800℃，采用“两轻一重”的锻造原则，锻后沙冷，冷却时间为＞48h，到150℃以下起坑并及时退火；
（10）超细化处理：加热温度为1020～1050℃，加热保温时间为2.0～2.5h ，随后放入油中冷却，冷却到120～200℃出油，空冷至50～80℃装炉，再进行球化退火：加热温度为860～880℃，加热保温时间为3.0～4.0h，随后降温到730～750℃保温时间为2.0～3.0h再随炉降温到500℃以下出炉空冷，即得。
2.根据权利要求1所述的一种轧辊用高强度耐磨钢，其特征在于：所述钢含有下述质量百分比含量的化学成分：C：1.52%，Si：0.28%，Mn：0.28%，Cr：12.10%，Mo：1.05%，V：0.78%，Ni：0.25%，W：0.18%，Co：0.35%，P：≤0.010%，S：≤0.003%，[N]：(50～100)×10-4%，[O]：(7.5～13)×10-4%；余量为Fe及其他不可避免杂质。
CN201811374748.2A 2018-11-19 2018-11-19 一种轧辊用高强度耐磨钢及其生产方法 Active CN109280743B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201811374748.2A CN109280743B (zh) 2018-11-19 2018-11-19 一种轧辊用高强度耐磨钢及其生产方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201811374748.2A CN109280743B (zh) 2018-11-19 2018-11-19 一种轧辊用高强度耐磨钢及其生产方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN109280743A CN109280743A (zh) 2019-01-29
CN109280743B true CN109280743B (zh) 2020-07-28

Family

ID=65176471

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201811374748.2A Active CN109280743B (zh) 2018-11-19 2018-11-19 一种轧辊用高强度耐磨钢及其生产方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN109280743B (zh)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110055475A (zh) * 2019-04-28 2019-07-26 江苏羽立新材料科技有限公司 一种轧辊用低磷硫稀土合金材料及其制备方法
CN111074049B (zh) * 2019-11-24 2021-10-29 舞阳钢铁有限责任公司 一种减少高铬含量的铬钼合金钢板表面裂纹的生产工艺
CN111647812A (zh) * 2020-05-31 2020-09-11 河冶科技股份有限公司 轧制轧辊坯专用钢及其制备方法
CN115216586B (zh) * 2022-05-31 2023-10-20 中钢集团邢台机械轧辊有限公司 一种冷轧辊用钢的冶炼方法

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH02247357A (ja) * 1989-03-22 1990-10-03 Hitachi Metals Ltd 転造ダイス用鋼
EP1894641A1 (en) * 2005-05-27 2008-03-05 Sumitomo Metal Industries, Ltd. Roll for rolling seamless pipes
CN101649419A (zh) * 2008-08-15 2010-02-17 宝山钢铁股份有限公司 一种高性能冷挤压模具钢及其冶金制造方法
CN102418042A (zh) * 2011-11-16 2012-04-18 东北特殊钢集团有限责任公司 Φ300mm～Φ700mm高碳高铬冷作模具钢锻造圆钢制造新工艺
CN103774049A (zh) * 2014-01-18 2014-05-07 山西百一机械设备制造有限公司 高韧性高耐磨高铬莱氏体冷作模具钢及其制备方法
CN107723434A (zh) * 2016-08-11 2018-02-23 衡阳风顺车桥有限公司 一种模具Cr12MoV钢材的热处理工艺

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH02247357A (ja) * 1989-03-22 1990-10-03 Hitachi Metals Ltd 転造ダイス用鋼
EP1894641A1 (en) * 2005-05-27 2008-03-05 Sumitomo Metal Industries, Ltd. Roll for rolling seamless pipes
CN101649419A (zh) * 2008-08-15 2010-02-17 宝山钢铁股份有限公司 一种高性能冷挤压模具钢及其冶金制造方法
CN102418042A (zh) * 2011-11-16 2012-04-18 东北特殊钢集团有限责任公司 Φ300mm～Φ700mm高碳高铬冷作模具钢锻造圆钢制造新工艺
CN103774049A (zh) * 2014-01-18 2014-05-07 山西百一机械设备制造有限公司 高韧性高耐磨高铬莱氏体冷作模具钢及其制备方法
CN107723434A (zh) * 2016-08-11 2018-02-23 衡阳风顺车桥有限公司 一种模具Cr12MoV钢材的热处理工艺

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Cr12Mo1V1钢陶瓷模块"爆模"失效分析;谢珍勇 等;《钢铁》;19991031;第34卷;第1092-1093页、第1082页 *
退火工艺对D2钢组织与性能的影响;李念 等;《金属热处理》;20150131;第40卷(第1期);第124-127页 *

Also Published As

Publication number Publication date
CN109280743A (zh) 2019-01-29

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN109280743B (zh) 一种轧辊用高强度耐磨钢及其生产方法
CN104532102B (zh) 风电用大规格渗碳轴承钢G20Cr2Ni4A制造工艺
CN103540838B (zh) 一种低温容器用钢板及生产方法
CN109913768B (zh) 一种电渣重熔热作模具钢及其制备方法
CN108220766B (zh) 一种Cr-V系热作模具钢及其制备方法
CN104148399B (zh) 用于轧钢中轧机架的耐磨轧辊及其制备方法
CN100343411C (zh) 一种可用于加工连轧管机限动芯棒的钢及其生产工艺
CN103014534B (zh) 铸造热锻模具钢及其加工工艺
CN104762562B (zh) 一种大直径磨球用钢及其制造方法
CN104975235A (zh) 一种120ksi钢级高强韧中碳调质圆钢及其制造方法
CN110066904B (zh) 一种高强度高韧性轻量化工具钢及其制备方法
CN107653416B (zh) 一种具有高韧性、高等向性的高级热作模具钢zw868
CN108866444A (zh) 耐腐蚀镜面模具钢及其制备方法
CN110157988A (zh) 一种高纯、均质稀土冷轧辊用钢合金材料及制备方法
CN103898415A (zh) 一种改进型Cr8钢轧辊及其制备方法
CN111945053B (zh) 复合变质处理高速钢轧辊制备方法
CN113046641B (zh) 一种低钒含氮热作模具钢及其制备方法
CN110230005B (zh) 一种高碳铬冷轧辊辊坯用钢及其制备方法
CN108385021A (zh) 一种耐腐蚀的新型压铸模具钢及其制备方法
CN110205542A (zh) 一种冷轧辊用工具钢及其制备方法
CN115896634B (zh) 一种耐高温有色金属压铸成型模具钢材料及其制备方法
CN110055463B (zh) 一种轻量化球磨机耐磨衬板及其制备方法
CN116497195A (zh) 一种热作模具钢均质化处理方法及应用
CN116334483A (zh) 基于钢管轧机的减径辊辊环及其制造方法
CN110565027A (zh) 一种具备超高硬度及优良低温韧性的钢板及其生产方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant