CN102383044A

CN102383044A - 用于制造轧辊的多元低合金高速钢

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Publication number: CN102383044A
Application number: CN2011103320756A
Authority: CN
Inventors: 邢建东; 符寒光; 雷永平; 高义民; 皇志富
Original assignee: Xian Jiaotong University
Current assignee: Xian Jiaotong University
Priority date: 2011-10-28
Filing date: 2011-10-28
Publication date: 2012-03-21
Anticipated expiration: 2031-10-28
Also published as: CN102383044B

Abstract

本发明为一种用于制造轧辊的多元低合金高速钢，其化学成分是(质量分数，％)：0.9～1.1C，4.0～4.2Cr，1.8～2.0Co，0.5～0.8Mo，1.5～1.8V，1.0～1.2B，1.3～1.5Al，0.3～0.7Si，0.03～0.06La，0.03～0.06Ce，且0.07＜La+Ce＜0.12，0.03～0.06Ca，0.06～0.10N，0.015～0.045Nb，0.015～0.045Zr，且0.04＜Nb+Zr＜0.09，0.04～0.08Zn，0.10～0.15Ti，Mn＜0.5，P＜0.04，S＜0.03，余量为Fe和不可避免的微量杂质，化学成分的总和为100％。本发明用于制造轧辊的多元低合金高速钢利用电炉便可生产，钢水经冶炼和复合变质处理后，直接浇注成轧辊。轧辊铸态硬度高，可以消除应力后直接使用。本发明具有工艺简便、热处理能耗低、生产周期短、合金元素加入量少、成本低廉和使用寿命长等优势，推广应用具有很好的经济效益。

Description

用于制造轧辊的多元低合金高速钢

技术领域：

本发明属于耐磨材料技术领域，涉及一种高速钢轧辊材料，尤其是一种用于制造轧辊的多元低合金高速钢。

背景技术：

高速钢是由大量钨、钼、铬、钒、钴等合金元素组成的高合金钢，以往多用作工具钢和模具钢。高速钢的淬火温度通常为1250～1320℃，淬火后在500～600℃回火，组织为回火马氏体+碳化物+少量残余奥氏体。经淬火、回火处理后，高速钢具有很高的硬度，可达HRC64～67。与普通材料相比，高速钢具有良好的红硬性。近年来，将高速钢用于制造热轧辊，代替半钢轧辊、高铬铸铁轧辊和高镍铬无限冷硬铸铁轧辊，均取得了良好的效果。日本日立金属公司若松厂开发了以高速钢作为外层材质的工作辊。高速钢轧辊与高铬铸钢轧辊相比，前者的碳化物为10～15％，硬度HS75～85，基体硬度600℃时为Hv200～300，而后者则分别为碳化物20～25％，硬度HS70～80，600℃时基体硬度Hv100～200。模拟磨损试验表明，半钢轧辊的磨损量为36μm，高铬铸钢轧辊为18μm，高速钢轧辊仅为8μm。高速钢轧辊的耐磨性比半钢轧辊和高铬铸钢轧辊好得多。该厂已向三个公司提供了高速钢轧辊，使用寿命与高铬铸钢轧辊和半钢轧辊相比，提高幅度十分明显。日本日新制钢吴厂为了提高2^#热连轧机作业率，精轧工作辊使用高速钢轧辊，与原来高铬铸钢轧辊和高镍铬无限冷硬铸铁轧辊相比，耐磨性更好，表面磨损后粗糙度也小。使用高速钢轧辊的主要效果有：由于轧辊磨损少，带钢凸度小，与中间辊位移配合，可分散磨损程度，提高带钢表面质量，有利于无序轧制，热轧生产线换辊次数减少，磨辊车间工作量减少，F1～F3机架约减少60％换辊次数，F4～F7机架约减少30％换辊次数，轧制车间总的工作量可减少30％，轧制线生产率提高，轧辊单耗下降至0.22Kg/t钢。

为了提高高速钢轧辊性能，中国发明专利CN1631565公开了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复合熔铸为一体。本发明轧辊耐磨性好，性价比高，使用安全可靠。轧辊组织致密、均匀，无偏析，两种材料为良好的冶金结合，结合强度高，使用过程中不会发生断裂、碎裂现象，可减少易损件失效而造成的停机次数。有效提高了轧辊的韧性和耐磨性，解决离心铸造法易发生成分偏析，CPC法、ESR法生产工艺复杂、成本高的问题。中国发明专利CN1807671还公开了一种冶金轧辊工艺配方，尤其是公开一种连续铸造复合高速钢轧辊外层辊身的工艺配方。外层辊身的工艺配方(重量％)是：1.5-3.5C，2.0-7.0Cr，2.0-7.0Mo，4.0-10.0V，4.0-10.0W，0-10.0Co，Ni＜2.0，其余为Fe。采用该配方可以开发W、V含量高、偏析轻、耐磨性好的复合高速钢轧辊，来满足热连轧技术的需求，降低轧制中换辊频率，大幅度提高轧机的作业率，降低生产成本，提高经济效益。中国发明专利CN102031442A还公开了轧辊用高速钢组织变质细化用的孕育剂的制备和应用方法，该孕育剂是一种将钒铁、铌铁和生铁按质量比Fe∶V∶Nb＝3.2～5.6∶1.9～4.3∶1.5～3.5配比混合熔炼凝固后经快淬处理得到的薄带，在熔炼轧辊用高速钢过程中加入该孕育剂，使Nb与V原位形成复合碳化物(V，Nb)C，其作为初晶析出时，密度与钢液大致相同，从而作为基体合金液体的孕育变质形核核心，整体细化轧辊用高速钢基体晶粒和组织，从而提高了轧辊用高速钢材料的综合力学性能。中国发明专利CN101078090还公开了一种低合金高速钢轧辊材料及制造方法，其材料的化学成分是(重量％)：C：1.2～1.8％，Cr：4.5～6.5％，W：1.0～3.0％，Mo：1.0～3.0％，V：3.0～5.0％，Al：0.6～1.2％，Si：0.8～1.2％，N：0.05～0.15％，B：0.04～0.12％，Nb：0.05～0.20％，Ti：0.06～0.18％，Y：0.04～0.15％，Mn＜0.5％，P＜0.04％，S＜0.04％，余量Fe，且实际碳含量为：0.033W+0.063Mo+0.060Cr+0.200V+(0.08～0.20)。制造用电炉熔炼，轧辊采用离心复合铸造或连续复合铸造成型，轧辊经过粗加工后进行淬火和回火处理，最后精加工至规定尺寸和精度。该发明可提高轧机生产率，延长轧辊寿命，降低轧材成本。中国发明专利CN101225500还公开了一种轧辊用高钼高钒微偏析铸造高速钢。其具体化学成分如下(wt％)：C1.2～2.8％，Si0.2～1.0％，Mn0.2～1.0％，Ni0.3～1.2％，Cr3.0～6.0％，Mo5.0～10.0％，V5.0～12.0％，Al0.1～0.7％，P≤0.025％，S≤0.025％，其余为铁。该发明特点是在高速钢中增加Mo、V含量来替代传统轧辊用高速钢中的W元素，以减少重元素W在离心铸造时造成的比重偏析，从而使轧辊径向性能均匀，提高使用稳定性。该发明涉及的高钼高钒高速钢具有铸造偏析小，硬度高，耐磨性强，红硬性好，强韧性优等特点。中国发明专利CN101240402还公开了一种用于制作复合辊环轧辊用铸造高硼高速钢及其热处理方法，它是一种抗热冲击性良好的耐磨材料，其化学成分设计为(重量％)：0.20-1.10C，1.0-2.5B，3.0-5.0Cr，0.5-0.9Si，0.6-1.3Mn，2.0-10.0V，0.5-1.5Ni，1.0-4.0Mo，0.2-4.0W，0.1-2.0Nb，S＜0.04，P＜0.04，其余为Fe；它的热处理方法包括退火，淬火和2-3次回火，退火加热温度为800-860℃，炉冷至小于500℃后炉冷或空冷；淬火加热温度为1020-1150℃，随后风冷或空冷；回火2-3次，加热温度500-550℃，随后炉冷或空冷。与传统高镍铬钼轧辊相比，大幅提高合金耐磨性、耐热性、抗热冲击性，减少轧辊在使用过程中出现的热疲劳裂纹现象及由此产生的掉肉、崩裂，体现出良好的安全性与耐磨性的有机结合。中国发明专利CN1559725还公开了属于高速钢铸造技术范围的一种电磁离心铸造高速钢复合轧辊方法。是先将高速钢液加热到1600℃，脱氧出钢，进行浇铸。在浇铸时，先在离心铸造设备外面加稳恒磁场组成的外加磁场，同时高速旋转铸造设备，产生的离心旋转力与稳恒磁场相结合对钢液产生电磁搅拌，电磁离心铸造既保留了普通离心铸造组织致密，疏松气孔少等优点，又使粗大的柱状晶组织转变为均匀的等轴晶组织，并使第二相的分布趋于均匀，成分偏析得到控制。本方法生产的高速钢复合轧辊有理想的微观组织和界面结合力，使用性能好。中国发明专利CN101177753还公开了一种用于各类轧钢机的高钒高速钢轧辊材料的熔体处理方法，钢水出炉时，随流加入钒铁颗粒，其加入量占钢水总重量的0.80-1.20％。钢水冲入浇包前，在浇包内预先加入钇基稀土镁合金、氮化铬铁、钾盐和金属铝，其中钇基稀土镁合金加入量占钢水重量的0.30-0.80％，氮化铬铁加入量占钢水重量的0.20-0.50％，钾盐加入量占钢水重量的0.30-0.80％，金属铝加入量占钢水重量的0.30-0.60％。当钢水温度达到1450-1480℃时，在离心机上直接浇注成轧辊，在钢水浇注过程中，随流加入颗粒尺寸5mm-8mm的钒铁和钛铁颗粒，其中钒铁颗粒加入量占钢水总量的0.30-0.80％，钛铁颗粒加入量占钢水总量的0.40-1.00％。本发明离心铸造的高钒高速钢轧辊偏析轻，无铸造裂纹，硬度高，耐磨性好。中国发明专利CN101215628还公开了高速钢复合轧辊热处理方法，首先将轧辊进行退火处理，退火温度：870-890℃，保温时间：6-10小时。再在50Hz/250Hz双频淬火机床上进行感应淬火，轧辊在感应淬火前进行预热处理，预热温度280-350℃，预热保温时间6-10小时。淬火加热时，轧辊需要旋转和沿轴向垂直下移。轧辊加热后快速水冷，然后在520-560℃进行第一次回火处理，回火保温时间4-6小时，随后空冷。再将轧辊重新加热至500-540℃进行第二次回火处理，回火保温时间6-8小时，然后炉冷至小于200℃后空冷。

但是，上述高速钢轧辊材料或存在合金成本高、或存在生产工艺复杂、或存在轧辊力学性能低和使用寿命短等不足。

发明内容：

本发明目的是针对高速钢轧辊存在的上述系列问题，发明一种用于制造轧辊的多元低合金高速钢。针对近年来钨合金价格上涨较多，含钨量80％的钨铁的价格高达24万元/吨，而金属钴的价格比较稳定，含钴量99.6％的金属钴价格是28万元/吨，且钨元素密度较大，约19.3g/cm³，离心铸造含钨高速钢轧辊易出现钨元素偏析。而钴元素的密度是8.9g/cm³，与铁的密度相当，钴主要溶于基体，有利于提高高速钢轧辊的红硬性和高温耐磨性，本发明轧辊材料去钨并加少量钴元素，以达到改善轧辊红硬性和高温耐磨性能的目的。在此基础上，适量加入硼元素，并降低碳含量至0.9-1.1％，还加入微量镧铈混合稀土和钙、铌、锆、氮、锌和钛，改善碳硼化合物的形态和分布，提高高速钢力学性能。

本发明的目的可以通过以下措施来实现：

一种用于制造轧辊的多元低合金高速钢，按照质量百分数，该高速钢的化学成份是：

0.9～1.1C、4.0～4.2Cr、1.8～2.0Co、0.5～0.8Mo、1.5～1.8V、1.0～1.2B、1.3～1.5Al、0.3～0.7Si、0.03～0.06La、0.03～0.06Ce、且0.07＜La+Ce＜0.12、0.03～0.06Ca、0.06～0.10N、0.015～0.045Nb、0.015～0.045Zr、且0.04＜Nb+Zr＜0.09、0.04～0.08Zn、0.10～0.15Ti、Mn＜0.5，P＜0.04，S＜0.03，余量为Fe和不可避免的微量杂质，化学成分的总和为100％。

按照质量百分数，该高速钢的化学成份优选为：

0.91～0.97C、4.03～4.08Cr、1.81～1.85Co、0.54～0.65Mo、1.52～1.69V、1.03～1.11B、1.3～1.44Al、0.38～0.48Si、0.035～0.046La、0.04～0.045Ce、且0.07＜La+Ce＜0.12、0.03～0.06Ca、0.06～0.10N、0.015～0.045Nb、0.015～0.045Zr、且0.04＜Nb+Zr＜0.09、0.04～0.08Zn、0.10～0.15Ti、Mn＜0.5，P＜0.04，S＜0.03，余量为Fe和不可避免的微量杂质，化学成分的总和为100％。

按照质量百分数，该高速钢的化学成份优选为：

0.97～1.1C、4.08～4.2Cr、1.85～1.97Co、0.65～0.8Mo、1.69～1.79V、1.11～1.18B、1.44～1.49Al、0.48～0.65Si、0.046～0.057La、0.045～0.051Ce、且0.07＜La+Ce＜0.12、0.03～0.06Ca、0.06～0.10N、0.015～0.045Nb、0.015～0.045Zr、且0.04＜Nb+Zr＜0.09、0.04～0.08Zn、0.10～0.15Ti、Mn＜0.5，P＜0.04，S＜0.03，余量为Fe和不可避免的微量杂质，化学成分的总和为100％。

所述用于制造轧辊的多元低合金高速钢的制备方法，用电炉生产，其工艺步骤是：

①将普通废钢、增碳剂、铬铁、金属钴和钼铁混合加热熔化，钢水升温至1550～1580℃后加入硅钙合金，出炉前依次加入金属铝、钒铁、硼铁和含氮铬铁；

②炉前调整成分合格后将温度升至1590～1620℃，而后出炉；

③将镧铈混合稀土、钛铁、锆铁、金属锌和铌铁破碎至粒度为5～10mm的小块，经220～260℃烘干2～4h后，置于浇包底部，用包内冲入法对钢水进行复合变质处理；

④当钢水温度达到1450～1480℃时，直接浇注成轧辊；

⑤高速钢轧辊经过粗加工后进行去应力处理，去应力处理的加热温度为500～525℃，保温时间为6～10h，然后炉冷至温度低于280℃后出炉空冷至室温，最后精加工至规定尺寸和精度。合金材质的性能是由金相组织决定的，而金相组织取决于化学成分及热处理工艺，本发明化学成分是这样确定的：

碳和硼：碳和硼在高速钢中，一方面要保证与铬、钼、钒等形成足够数量的碳硼化合物，又要有一定的碳量固溶于基体中，使高速钢获得过饱和的马氏体，以此保证高速钢轧辊具有高的硬度和耐磨性。若碳、硼含量过低，则不能保证形成足够数量的合金碳硼化合物，以致降低轧辊的硬度和耐磨性。与之相反，若碳、硼含量过高，则合金碳硼化合物数量增加，同时基体组织中合金碳硼化合物分布的不均匀性也增大，导致轧辊的塑性降低、脆性增加，在轧钢过程中轧辊表面极易发生脆性剥落。此外，在高速钢的凝固过程中，由于硼在钢的固液两相中的分配系数k＜＜1，即使向钢液中加入微量硼，也会发生剧烈偏析而富集在枝晶生长前沿，造成成分过冷，有利于奥氏体枝晶的细化与凝固末期在枝晶间钢液中形成的共晶碳硼化合物的细化，改善高速钢的强度和韧性。当加入较多硼时，在凝固末期，由于偏析，会有大量的硼富集在枝晶间的剩余钢液中，而硼在钢液中提高碳元素的活度，使得共晶反应可以在相对较低的碳和铬、钼、钒等合金元素浓度下发生，即可以在较高的液相分数下发生，因此，共晶区域变宽，共晶碳硼化合物的层片变得粗大，数量增加，反而降低高速钢的强度和韧性。此外，高速钢中碳和硼的共同作用，有利于铸态下获得高硬度的马氏体组织，可以取消轧辊的高温热处理。考虑其利弊，将碳含量控制在0.9-1.1％，硼含量控制在1.0-1.2％。

铬：铬除了对保证高速钢的淬透性和抗氧化性有重要作用外，对二次硬化也有一定贡献，但铬含量提高，将导致热塑性降低，过热敏感性增大，残余奥氏体量增多，回火碳硼化合物抗聚集能力降低。因此，本发明低合金高速钢的铬含量控制在4.0-4.2％。

钼：钼是提高高速钢高温硬度和耐磨性的主要元素，它在高速钢中既能形成碳化物，又能部分溶于基体中。溶于马氏体中的钼原子与碳结合力强，强烈阻碍它在回火时的析出，构成良好的回火稳定性，约在500～600℃时，钼才以碳硼化合物的形态从马氏体中沉淀出来，导致钢的二次硬化。钼的加入能急剧提高钢的淬透性和断面硬度均匀性，防止回火脆性的发生，提高高速钢的回火稳定性，改善冲击韧度，增加抗热疲劳性能。考虑到钼的价格较高，将其含量控制在0.5-0.8％。

钴：钴在高速钢中主要溶于基体，提高高速钢的高温抗磨性能，但钴增大高速钢脆性，并降低淬透性，考虑其利弊，将其含量控制在1.8-2.0％。

钒：钒是提高低合金高速钢轧辊耐磨性的重要合金元素之一，这是由于钒可以增加高速钢中高硬度M(C，B)型碳硼化合物的数量，有利于提高高速钢耐磨性。但是，增加钒含量的同时，必须相应提高碳含量，才能保证M(C，B)型碳硼化合物的形成。钒含量过高，高速钢轧辊磨削性能恶化，且轧钢过程中轧辊易打滑，轧材表面易出现擦伤，因此，钒含量控制在1.5-1.8％。

铝：铝在高速钢中大部分溶解于基体，少量的与氮化合形成A1N，起细化晶粒作用。基体中的铝由于减慢铬、钼等元素在铁中的扩散速度，从而减慢回火析出碳硼化合物的长大，提高钢的热稳定性。另外，在轧钢过程中，高速钢中铝因摩擦热和轧材的加热而氧化生成Al₂O₃，可避免轧辊粘钢，改善轧材表面质量，提高轧辊寿命。但含铝高速钢存在高温下易被氧化、奥氏体晶粒不均匀等缺陷，因此铝含量控制在1.3-1.5％。

硅：硅在高速钢中主要起预脱氧的作用，此外硅在高速钢中降低奥氏体稳定性，促进回火时残余奥氏体的分解。但是，硅含量过高的高速钢轧辊，使用中易出现龟裂，降低轧辊使用寿命，考虑其利弊，将硅含量控制在0.3-0.7％。

镧和铈：镧和铈是表面活性元素，可以在共晶碳硼化合物上选择吸附，共晶凝固时，它主要聚集于共晶碳硼化合物优先生长的方向上，阻止钢液中Fe、Cr、Mo、V、Co、B、C等原子正常长入共晶碳硼化合物的晶体中，从而降低了共晶碳硼化合物领先相在这个方向的生长速度，迫使共晶碳硼化合物变小、变钝。此外，共晶奥氏体将伸入过冷液相区中生长，对该生长方向上的碳硼化合物形成包围外壳，也限制并降低了该方向上共晶碳硼化合物的生长速度，这就进一步促使共晶碳硼化合物变小、变钝。镧和铈还具有增加奥氏体形核的作用，促使奥氏体组织更加紧密、细小和均匀，由于共晶碳硼化合物和奥氏体的细化，高速钢的强度和韧性显著提高。但过量的镧和铈促使高速钢中夹杂物增多，反而降低高速钢的强度和韧性，因此将镧含量控制在0.03-0.06％，铈含量控制在0.03-0.06％，且0.07％＜La+Ce＜0.12％。

锆和铌：锆和铌是强碳、氮化物形成元素，与C、N均有很大的亲合力，在高速钢中，锆和铌主要以Zr(C，N)、Nb(C，N)形式存在，分布在基体上，而Zr(C，N)、Nb(C，N)析出温度高，在高速钢的液相线以上就已形核析出，Zr(C，N)、Nb(C，N)的析出引起了周围熔体中Fe、Cr、Co、Mo、V等元素的大量富集，促使初生奥氏体在Zr(C，N)、Nb(C，N)周围形核析出。锆和铌含量越高，析出的Zr(C，N)、Nb(C，N)数量越多，在其表面优先析出的奥氏体晶核也越多，奥氏体的细化作用就愈好。此外，锆和铌还降低共晶温度，促使碳硼化合物形核率增加，从而导致碳硼化合物的均匀细化，初生奥氏体和共晶碳硼化合物的细化，有助于高速钢强度和韧性的大幅度提高。锆和铌加入量过多，组织中Zr(C，N)、Nb(C，N)数量增多，尺寸增大，组织细化作用不明显，反而增加高速钢成本，综合考虑将锆含量控制在0.015-0.045％，铌含量控制在0.015-0.045％，且0.04％＜Nb+Zr＜0.09％。

钛：在高速钢凝固过程中，钛和钢液中C反应，生成大量弥散的TiC质点，TiC和奥氏体以及M(C，B)型碳硼化合物均为面心立方晶格，且晶格常数相近，a_TiC＝0.432nm，a_M(C，B)＝0.415nm，a_γ＝0.357nm，晶格错配度很小，TiC可以作为奥氏体和M(C，B)型碳硼化合物的异质核心，细化奥氏体枝晶，促进孤立块状M(C，B)型碳硼化合物大量形成，使共晶碳硼化合物的形态和分布得到改善，改善高速钢轧辊的力学性能和抗热疲劳性能，合适的钛含量宜控制在0.10-0.15％。

锌：微量锌使含硼低合金高速钢的共晶碳硼化合物变得细小、孤立、尖角圆钝，数量有所增加，分布趋于均匀，导致高速钢的力学性能和耐磨性提高，合适的锌加入量是0.04-0.08％。

氮：低合金高速钢中，当与氮亲和力强的元素(如B、Al、Zr、Ti、Nb等)存在时，氮与之化合形成难熔的特殊氮化物，从而可细化晶粒，改善高速钢的强韧性，但是，氮含量过高，高速钢轧辊中易出现气孔，反而降低高速钢的性能，合适的氮含量宜控制在0.06-0.10％。

钙：钙有良好的脱氧、脱硫效果，有利于促进高速钢性能的明显提高，合适的钙含量宜控制在0.03-0.06％。

锰：过高的含锰量将导致轧辊在铸造过程中产生热裂，本发明将高速钢轧辊中的锰含量控制在0.50％以下。

硫和磷：不可避免的微量杂质是原料中带入的，其中有磷和硫，均是有害元素，为了保证低合金高速钢的强度、韧性和耐磨性，将磷含量控制在0.04％以下，硫含量控制在0.03％以下。

本发明用于制造轧辊的多元低合金高速钢，因碳、硼及其他合金元素的共同作用，铸态基体组织由马氏体和残留奥氏体组成，无珠光体出现，硬度超过60HRC以上，无需进行高温淬火处理，只需进行去应力处理，去应力处理的加热温度为500-525℃，保温时间为6-10h，然后炉冷至温度低于280℃后出炉空冷至室温。

本发明与现有技术相比，具有以下优点：

(1)本发明用于制造轧辊的多元低合金高速钢含有较少的钼、钒、钴、铝、硼等合金元素，不添加价格昂贵的钨元素，与常用制造轧辊的高碳高钒高速钢相比，生产成本降低25％以上。

(2)本发明用于制造轧辊的多元低合金高速钢，因碳、硼及其他合金元素的共同作用，铸态基体组织由马氏体和残留奥氏体组成，无珠光体出现，硬度超过60HRC以上，无需进行高温淬火处理，只需进行去应力处理，具有热处理节能和缩短生产周期的优势。

(3)本发明用于制造轧辊的多元低合金高速钢，经镧铈混合稀土和钙、铌、锆、氮、锌和钛复合变质处理后，碳硼化合物和基体组织明显细化，因此材料具有良好的强韧性和耐磨性，其中室温硬度大于65HRC，抗拉强度大于680MPa，冲击韧性大于8J/cm²。

(4)本发明用于制造轧辊的多元低合金高速钢，具有优异的耐磨性，采用本发明多元低合金高速钢制造的轧辊，使用寿命比高镍铬无限冷硬铸铁轧辊提高6～8倍，比高碳高钒高速钢轧辊提高25-30％。

具体实施方式：

下面结合实施例对本发明做进一步详细描述：

实施例1

采用500公斤中频感应电炉冶炼本发明用于制造轧辊的多元低合金高速钢，其制造工艺步骤是：

①将普通废钢、增碳剂、铬铁、金属钴和钼铁混合加热熔化，钢水升温至1553℃后加入硅钙合金，出炉前依次加入金属铝、钒铁、硼铁和含氮铬铁；

②炉前调整成分合格后将温度升至1592℃，而后出炉；

③将镧铈混合稀土、钛铁、锆铁、金属锌和铌铁破碎至粒度为5～10mm的小块，经260℃烘干2h后，置于浇包底部，用包内冲入法对钢水进行复合变质处理；

④当钢水温度达到1451℃时，在卧式离心机上直接浇注成轧辊；

⑤高速钢轧辊经过粗加工后进行去应力处理，去应力处理的加热温度为500℃，保温时间为10h，然后炉冷至温度低于280℃后出炉空冷至室温，最后精加工至规定尺寸和精度。高速钢的成分见表1，高速钢的性能见表2。

实施例2

①将普通废钢、增碳剂、铬铁、金属钴和钼铁混合加热熔化，钢水升温至1579℃后加入硅钙合金，出炉前依次加入金属铝、钒铁、硼铁和含氮铬铁；

②炉前调整成分合格后将温度升至1618℃，而后出炉；

③将镧铈混合稀土、钛铁、锆铁、金属锌和铌铁破碎至粒度为5～10mm的小块，经220℃烘干4h后，置于浇包底部，用包内冲入法对钢水进行复合变质处理；

④当钢水温度达到1477℃时，在卧式离心机上直接浇注成轧辊；

⑤高速钢轧辊经过粗加工后进行去应力处理，去应力处理的加热温度为525℃，保温时间为6h，然后炉冷至温度低于280℃后出炉空冷至室温，最后精加工至规定尺寸和精度。高速钢的成分见表1，高速钢的性能见表2。

实施例3

①将普通废钢、增碳剂、铬铁、金属钴和钼铁混合加热熔化，钢水升温至1569℃后加入硅钙合金，出炉前依次加入金属铝、钒铁、硼铁和含氮铬铁；

②炉前调整成分合格后将温度升至1603℃，而后出炉；

③将镧铈混合稀土、钛铁、锆铁、金属锌和铌铁破碎至粒度为5～10mm的小块，经240℃烘干3h后，置于浇包底部，用包内冲入法对钢水进行复合变质处理；

④当钢水温度达到1465℃时，在立式离心机上直接浇注成轧辊；

⑤高速钢轧辊经过粗加工后进行去应力处理，去应力处理的加热温度为515℃，保温时间为8h，然后炉冷至温度低于280℃后出炉空冷至室温，最后精加工至规定尺寸和精度。高速钢的成分见表1，高速钢的性能见表2。

表1高速钢的化学成分(质量分数，％)

表2高速钢的力学性能

力学性能	硬度/HRC	抗拉强度/MPa	冲击韧性/J.cm^-2
				实施例1	66.3	695	8.3
实施例2	65.8	720	8.9
				实施例3	65.6	735	9.0

将本发明多元低合金高速钢材料制造成的冶金轧辊，已在热轧棒材、线材和带钢轧机上进行了工业实验，结果显示，本发明多元低合金高速钢制成的轧辊，具有硬度高和耐磨性好等特点，且轧辊使用过程中无断辊、辊面剥落和开裂现象出现，其使用寿命比高镍铬无限冷硬铸铁轧辊提高6～8倍，比高碳高钒高速钢轧辊提高25～30％。应用本发明材料制成的轧辊，可提高轧机作业率，减轻工人劳动强度，降低轧材成本，具有很好的经济效益。

以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施方式仅限于此，对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单的推演或替换，都应当视为属于本发明由所提交的权利要求书确定专利保护范围。

Claims

1.一种用于制造轧辊的多元低合金高速钢，其特征在于：

按照质量百分数，该高速钢的化学成份是：

2.如权利要求1所述用于制造轧辊的多元低合金高速钢，其特征在于：

按照质量百分数，该高速钢的化学成份是：

3.如权利要求1所述用于制造轧辊的多元低合金高速钢，其特征在于：

按照质量百分数，该高速钢的化学成份是：

4.如权利要求1、2或3所述用于制造轧辊的多元低合金高速钢的制备方法，其特征在于，用电炉生产，其工艺步骤是：

②炉前调整成分合格后将温度升至1590～1620℃，而后出炉；

④当钢水温度达到1450～1480℃时，直接浇注成轧辊；

⑤高速钢轧辊经过粗加工后进行去应力处理，去应力处理的加热温度为500～525℃，保温时间为6～10h，然后炉冷至温度低于280℃后出炉空冷至室温，最后精加工至规定尺寸和精度。