專利名稱：超細(xì)晶粒高鎳鉻鉬無限冷硬鑄鐵及其復(fù)合軋輥的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是針對軋制大型船艦用軋輥材料一鎳鉻鉬無限冷硬鑄鐵的改進，尤其涉及一 種針對高軋制力要求、高耐磨性及高抗熱裂紋性能好的軋輥用超細(xì)晶粒高鎳鉻鉬無限冷 硬鑄鐵，同時提供一種由此材料制成的復(fù)合軋輥。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有板帶熱軋冷軋用軋輥材料一鎳鉻鉬無限冷硬鑄鐵(IV) (GB/T1504-91)，成分: C: 2.9誦3.70/0， Si: 0.6-1.20/o,Mn: 0.4-1.20/0， Ni: 3.01-5.000/0， Cr: 1.00-2.00%， Mo: 0.20-0.600/0。 此材料由于石墨呈扁條狀，且碳化物呈網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，所以基體強度相對較低，使用壽命不 長，其次由于碳化物呈網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)及石墨空穴的邊界效應(yīng)，使該材料抗熱裂紋性能也欠佳， 所制成軋輥在板帶軋制過程中，隨著軋制量的增加會產(chǎn)生熱裂紋，因此需要經(jīng)常停機更 換軋輥，將其撤下修復(fù)，不僅影響軋機時班時生產(chǎn)效率，增加更換操作強度和修復(fù)工作 量，而且熱裂紋產(chǎn)生大大降低了軋輥的使用壽命，造成生產(chǎn)成本較高。
中國專利ZL200410041497.8公開了一種優(yōu)化成分及改良的鎳鉻鉬合金鑄鐵，成分 為C: 2.9-3.7%， Si: 0.6-1.2%,Mn: 0.4-1.2%， N" 3.01-5.00%, Cr: 1.00-2.00%, Mo: 0.20-0.60%， Nb0.5-1.2%。此材料主要為石墨呈點球狀，耐磨性較好，但存在的不足是 碳化物組織部分仍呈網(wǎng)狀分布，對抗熱裂紋，特別是對應(yīng)用于高軋制力及高溫軋制中厚 板軋機上仍顯示出它抗熱裂紋性能不足，所以仍有值得改進的地方。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明目的在于克服上述已有技術(shù)的不足，提供一種耐磨性能好且抗熱裂紋性能優(yōu) 異，使用壽命更長的軋輥用超細(xì)晶粒高鎳鉻鉬無限冷硬鑄鐵。
本發(fā)明目的實現(xiàn)，主要改進是在GB/T1504-91所述鎳鉻鉬無限冷硬鑄鐵中添加銻， 使碳化物的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)得到了基本的消除，組織更加彌散，達(dá)到了改變材料的金相組織和 性能，使材料的耐磨性和抗熱裂紋性能得到有效的結(jié)合，綜合提高材料的使用壽命。具 體地說，超細(xì)晶粒高鎳鉻鉬無限冷硬鑄鐵，組成重量包括C: 2.9-3.7%， Si: 0.6-1.2%， Mm 0.4-1.2%， Ni: 3.01-5.00%， Cr: 1.00-2.00%， Mo: 0.20-0.60%，余量Fe，其特征 在于組成中還有1-3%的銻。
本發(fā)明鎳鉻鉬無限冷硬鑄鐵中銻的加入，主要作用是改變材料中碳化物的形態(tài)，通 過鑄造工藝，使鋼液在凝固中形成以炭化銻為主要耐磨硬質(zhì)點，以強韌馬氏體為基體的新型軋輥。由于碳化銻是以細(xì)小的顆粒狀存在于組織中，對軋輥的抗熱疲勞性能有很大 的好處，又因碳化銻的顯微硬度非常高，對軋輥的耐磨性有顯著的提高，從而實現(xiàn)耐磨 性和抗熱疲勞性能的完美結(jié)合。銻的加入可以以單質(zhì)銻形式加入，當(dāng)然也可以采用銻合
金的形式加入。銻的加入量經(jīng)試驗認(rèn)為在1-3%，明顯低于此下限值，同樣對提高材料 性能作用不明顯，加入量明顯大于上限值，又對材料性能的更進一步提高作用不明顯。
本發(fā)明在軋輥用鎳鉻鉬無限冷硬鑄鐵組成中還加入有釩，加入重量是0.2-0.8%。釩 是一種強的細(xì)化晶粒元素，可以使鎳鉻鉬無限冷硬鑄鐵中的石墨形態(tài)發(fā)生改變，比原來 的石墨變成更細(xì)更彌散的球狀，使得材料在使用過程中石墨遷移后，在基體中形成近似 球形空穴，從而大大減少了對基體的割離作用。其次更加彌散的石墨含量和組織也起到 阻斷裂紋擴展的作用，從而達(dá)到了改變材料的金相組織和性能，以此使材料的耐磨性和 抗熱裂紋性能得到有效的結(jié)合，綜合提高材料的使用壽命。本發(fā)明釩的加入可以采用單 質(zhì)釩，也可以采用釩合金。釩的加入量經(jīng)試驗認(rèn)為以0.2-0.8%較為合適，因f凡為極易燒 損的元素，如加入量低于下限，在高溫?zé)裏挄r極易氧化，其改善性能的效果不明顯，如 加入量大于上限，因釩鐵為激冷元素，使得石墨不易析出，給材料的綜合性能帶來不良 影響。另外由于此材料主要應(yīng)用于高軋制力的寬厚板工作輥，又需要有較強抗事故性能， 所以在鑄造工藝上進行適當(dāng)提高孕育量來促進石墨的析出，由此上述加入量只是一個恰 當(dāng)區(qū)間范圍，而并非極值，少量的適當(dāng)偏離應(yīng)視為與本發(fā)明實質(zhì)相同。
本發(fā)明中加入釩、銻均以純物質(zhì)計，其加入與其它元素的加入方法相同，無特別要求。
本發(fā)明的另一目的是提供一種復(fù)合軋輥，該復(fù)合軋輥包括工作層和芯部，工作層以 上述超細(xì)晶粒高鎳鉻鉬無限冷硬鑄鐵為材料。
本發(fā)明由于在軋輥材料一鎳鉻鉬無限冷硬鑄鐵組成中加入銻、釩，從而使得材料的 耐磨性和抗熱裂紋性得到很好的結(jié)合，使兩者性能都較原有材料得到了較大提高，克服 了原材料的不足。以此材料為工作層制成的復(fù)合軋輥使用壽命較未添加銻、釩的鎳鉻鉬 無限冷硬鑄鐵軋輥大大提高，可使寬厚板軋制量提高50%以上，由于抗熱裂紋性能的改 善，還顯著減^了停機換輥的修復(fù)次數(shù)，提高軋機的作業(yè)率，增加了軋制產(chǎn)量，同時也 有利于軋制產(chǎn)品表面質(zhì)量的提高，這些都顯著降低了軋制成本。


圖1分別為己有技術(shù)鎳鉻鉬無限冷硬鑄鐵100X、 400X金相照片，圖中顯示炭化物 呈網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，A為片狀石墨。
圖2分別為本發(fā)明鎳鉻鉬無限冷硬鑄鐵IOOX、 400X金相照片，，圖中無明顯的炭化 物網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，B為細(xì)小彌散的球狀石墨。
具體實施例方式
實施例l:超細(xì)晶粒高鎳鉻鉬無限冷硬鑄鐵，在GB/T1504-91鎳鉻鉬無限冷硬鑄鐵組成鐵液中加入3%重量(以純物質(zhì)計)的銻。
實施例2:超細(xì)晶粒高鎳鉻鉬無限冷硬鑄鐵，在GB/T1504-91鎳鉻鉬無限冷硬鑄鐵組成鐵液中加入2%重量(以純物質(zhì)計)的釩和0.5%重量的釩(以純物質(zhì)計)。
實施例3:參考實施例2，銻的加入重量為1% (以純物質(zhì)計)，釩的加入重量為0.8% (以純物質(zhì)計)。
實施例4:參考實施例2，銻的加入重量為2.5% (以純物質(zhì)計)，釩的加入重量為0.2% (以純物質(zhì)計)。
實施例5:以上述材料作軋輥工作層，以球鐵作軋輥芯部材料制成復(fù)合軋輥。注實施例中涉及的銻和釩可以是單質(zhì)的銻和釩或者銻合金、釩合金。
權(quán)利要求
1. 超細(xì)晶粒高鎳鉻鉬無限冷硬鑄鐵，組成重量包括C2.9-3.7％，Si0.6-1.2％，Mn0.4-1.2％，Ni3.01-5.00％，Cr1.00-2.00％，Mo0.20-0.60％，余量Fe，其特征在于組成中還有1-3％的銻。
2. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的超細(xì)晶粒高鎳鉻鉬無限冷硬鑄鐵，其特征在于銻為單質(zhì)銻或銻合金。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的超細(xì)晶粒高鎳鉻鉬無限冷硬鑄鐵，其特征 在于組成中還加入有釩，加入重量是0.2-0.8%。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的超細(xì)晶粒高鎳鉻鉬無限冷硬鑄鐵，其特征在于 釩為單質(zhì)釩或釩合金。
5. —種復(fù)合軋輥，包括工作層和芯部，其特征在于工作層為權(quán)利要求 1-4之一所述的超細(xì)晶粒高鎳鉻鉬無限冷硬鑄鐵。
全文摘要
超細(xì)晶粒高鎳鉻鉬無限冷硬鑄鐵，屬軋制大型船艦用軋輥材料，組成重量包括C2.9-3.7％，Si0.6-1.2％，Mn0.4-1.2％，Ni3.01-5.00％，Cr1.00-2.00％，Mo0.20-0.60％，余量Fe，組成中還有1-3％的銻，使碳化物的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)得到了基本的消除，組織更加彌散，達(dá)到了改變材料的金相組織和性能，使材料的耐磨性和抗熱裂紋性能得到有效的結(jié)合，綜合提高材料的使用壽命。
文檔編號B21B27/00GK101509095SQ20091003024
公開日2009年8月19日 申請日期2009年3月23日 優(yōu)先權(quán)日2009年3月23日
發(fā)明者周勤忠, 王純宏, 邵黎軍 申請人:江蘇共昌軋輥有限公司