CN110343956A - 一种GVTi耐磨型半钢轧辊及其制备方法 - Google Patents

一种GVTi耐磨型半钢轧辊及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种GVTi耐磨型半钢轧辊，包括以下质量百分比的组分：C1.60～2.00，Si 0.80～1.60，Mn 0.60～1.20，Ni 1.20～3.00，Cr 0.80～2.00，Mo 0.50～1.00，V 0.10～0.60，Ti 0.10～0.30，S≤0.03，P≤0.03，AL0.05～0.10，CaSi0.10～0.30，其余为Fe及不可避免的杂质。同时，本发明还公开了上述GVTi耐磨型半钢轧辊的制备方法。本发明通过硅/碳比，提升了轧辊的抗热裂纹性能，轧辊强度得到进一步提升，抗拉强度达≥650Mpa；通过镍、铬、钼、钒、钛合金加入的合理配比，尤其是加入钒、钛合金，使整体铸造性能得到更进一步的优化，可以保证从内到外的良好的硬度，轧辊硬度达到55/70HSD，轧辊最终产品耐磨性能提升20~30%。

Description

一种GVTi耐磨型半钢轧辊及其制备方法
技术领域
本发明属高速钢铸造领域，具体涉及一种GVTi耐磨型半钢轧辊及其制备方法。
背景技术
随着钢铁产业高质量发展，各大钢厂对节能降耗更加重视，尤其是H型钢、棒线材所涉及初中轧机架所经常使用到的半钢轧辊，在较长时间内材质上未能得到较好的突破，轧辊耐磨性能低（硬度一般在40~55HSD），抗热裂纹性能较差（辊面和孔型底部硬度落差一般≥5HSD），使用周期较短等，因换辊周期影响可能形成较深的裂纹扩展导致轧辊断辊等情况。
发明内容
发明目的：本发明的目的在于针对现有技术的不足，提供一种GVTi耐磨型半钢轧辊。
本发明的另一目的在于提供GVTi耐磨型半钢轧辊的制备方法。
技术方案：为了达到上述发明目的，本发明具体是这样来实现的：一种GVTi耐磨型半钢轧辊，包括以下质量百分比的组分：C1.60～2.00，Si 0.80～1.60，Mn 0.60～1.20，Ni1.20～3.00，Cr 0.80～2.00，Mo 0.50～1.00，V 0.10～0.60，Ti 0.10～0.30，S≤0.03，P≤0.03，AL0.05～0.10，CaSi0.10～0.30，其余为Fe及不可避免的杂质。其中，熔炼成分Si/C比控制在0.65-0.75，以提升半钢轧辊在轧制使用过程的抗裂纹倾向，保证轧辊基体强度。
其中，所述Ni:Cr:Mo：V:Ti 的质量比为2.5~3.0：1.6~2.0：1：0.3~0.5：0.1~0.2；熔炼主要合金成分加入比例，确保轧辊基体硬度，通过热处理后达到最佳的耐磨性能。
制备GVTi耐磨型半钢轧辊的方法，包括将钢水进行熔炼，控制钢水各元素质量百分比含量：C1.60～2.00，Si 0.80～1.60，Mn 0.60～1.20，Ni 1.20～3.00，Cr 0.80～2.00，Mo 0.50～1.00，V 0.10～0.60，Ti 0.10～0.30，S≤0.03，P≤0.03，AL0.05～0.10，CaSi0.10～0.30，其余为Fe及不可避免的杂质；通过粗开孔型加工、扩散退火、正火和二次回火来制得。
其中，所述粗开孔型加工步骤中轧辊辊身余量直径方向控制在8~12mm。
其中，所述二次回火步骤中，一次回火温度控制在550~600℃，二次回火温度控制在525~560℃；根据轧辊硬度情况，合理调节回火温度，通过热处理后，Mo、V、Ti等高耐磨型元素充分形成粒状马氏体，最终产品基体组织以粒状马氏体+珠光体+碳化物为主。
有益效果：本发明与传统技术相比，具有以下优点：
（1）本发明通过硅/碳比，提升了轧辊的抗热裂纹性能，轧辊强度得到进一步提升，抗拉强度达≥650Mpa；
（2）本发明通过镍、铬、钼、钒、钛合金加入的合理配比，尤其是加入钒、钛合金，使整体铸造性能得到更进一步的优化，可以保证从内到外的良好的硬度，轧辊硬度达到55/70HSD，轧辊最终产品耐磨性能提升20~30%；
（3）本发明通过合理的加工孔型尺寸要求以及热处理控制，使径向硬度落差≤2HS，尤其二次回火确保形成粒状马氏体组织，满足整体轧辊的基体组织、耐磨性能、抗事故性能以及轧辊使用寿命，轧辊的使用寿命可以提升30%以上；
（4）本发明通过扩散退火+正火+二次回火，尤其是二次回火（一次回火温度在550~600度，二次回火温度在525~560度），根据轧辊硬度情况，合理调节回火温度，通过热处理后，Mo、V、Ti等高耐磨型元素充分形成粒状马氏体，最终产品基体组织以粒状马氏体+珠光体+碳化物为主；
（5）本发明径向硬度落差≤2HS，抗拉强度达≥650Mpa，使轧辊轧制使用周期得到大幅提升；
（6）本发明加入脱氧剂Al0.05～0.10wt%，变质剂硅钙0.10～0.30wt%，细化组织晶粒，通过热处理方式形成粒状马氏体+珠光体+碳化物的基体组织，相比原来的半钢轧辊提高了轧辊耐磨性、基体强度、抗裂纹性能、使用寿命提升了30%，大幅度降低了长期使用出现的热裂纹形成的恶性断辊事故。
具体实施方式
实施例1：
将钢水进行熔炼，控制钢水各元素质量百分比含量：C1.60，Si 0.80，Mn 0.60，Ni1.20，Cr 0.80，Mo 0.50，V 0.10，Ti 0.10，S≤0.03，P≤0.03，AL0.05，CaSi0.10，其余为Fe及不可避免的杂质；通过粗开孔型加工、扩散退火、正火和二次回火来制得。其中，所述粗开孔型加工步骤中轧辊辊身余量直径方向控制在8mm；所述二次回火步骤中，一次回火温度控制在550℃，二次回火温度控制在560℃。
实施例2：
将钢水进行熔炼，控制钢水各元素质量百分比含量：C2.00，Si 1.60，Mn1.20，Ni 3.00，Cr 2.00，Mo 1.00，V0.60，Ti 0.30，S≤0.03，P≤0.03，AL0.10，CaSi0.30，其余为Fe及不可避免的杂质；通过粗开孔型加工、扩散退火、正火和二次回火来制得。其中，所述粗开孔型加工步骤中轧辊辊身余量直径方向控制在12mm；所述二次回火步骤中，一次回火温度控制在600℃，二次回火温度控制在560℃。
实施例3：
将钢水进行熔炼，控制钢水各元素质量百分比含量：C1.80，Si 1.20，Mn 0.80，Ni2.10，Cr 1.40，Mo 0.80，V 0.40，Ti 0.20，S≤0.03，P≤0.03，AL0.07，CaSi0.20，其余为Fe及不可避免的杂质；通过粗开孔型加工、扩散退火、正火和二次回火来制得。其中，所述粗开孔型加工步骤中轧辊辊身余量直径方向控制在10mm；所述二次回火步骤中，一次回火温度控制在580℃，二次回火温度控制在550℃。
实施例4：
将钢水进行熔炼，控制钢水各元素质量百分比含量：C1.70，Si 0.90，Mn 0.80，Ni1.80，Cr 1.20，Mo 0.60，V 0.30，Ti 0.10，S≤0.03，P≤0.03，AL0.06，CaSi0.10，其余为Fe及不可避免的杂质；通过粗开孔型加工、扩散退火、正火和二次回火来制得。其中，所述粗开孔型加工步骤中轧辊辊身余量直径方向控制在9mm；所述二次回火步骤中，一次回火温度控制在560℃，二次回火温度控制在530℃。
实施例5：
将钢水进行熔炼，控制钢水各元素质量百分比含量：C1.90，Si 1.50，Mn 1.10，Ni2.80，Cr 1.80，Mo 0.90，V 0.50，Ti 0.30，S≤0.03，P≤0.03，AL0.09，CaSi0.30，其余为Fe及不可避免的杂质；通过粗开孔型加工、扩散退火、正火和二次回火来制得。其中，所述粗开孔型加工步骤中轧辊辊身余量直径方向控制在8~12mm；所述二次回火步骤中，一次回火温度控制在590℃，二次回火温度控制在550℃。

Claims (5)

1.一种GVTi耐磨型半钢轧辊，其特征在于，包括以下质量百分比的组分：C1.60～2.00，Si 0.80～1.60，Mn 0.60～1.20，Ni 1.20～3.00，Cr 0.80～2.00，Mo 0.50～1.00，V 0.10～0.60，Ti 0.10～0.30，S≤0.03，P≤0.03，AL0.05～0.10，CaSi0.10～0.30，其余为Fe及不可避免的杂质。
2.根据权利要求1所述的GVTi耐磨型半钢轧辊，其特征在于，所述Ni:Cr:Mo：V:Ti 的质量比为2.5~3.0：1.6~2.0：1：0.3~0.5：0.1~0.2。
3.制备权利要求1所述GVTi耐磨型半钢轧辊的方法，其特征在于，包括将钢水进行熔炼，控制钢水各元素质量百分比含量：C1.60～2.00，Si 0.80～1.60，Mn 0.60～1.20，Ni1.20～3.00，Cr 0.80～2.00，Mo 0.50～1.00，V 0.10～0.60，Ti 0.10～0.30，S≤0.03，P≤0.03，AL0.05～0.10，CaSi0.10～0.30，其余为Fe及不可避免的杂质；通过粗开孔型加工、扩散退火、正火和二次回火来制得。
4.根据权利要求3所述制备GVTi耐磨型半钢轧辊的方法，其特征在于，所述粗开孔型加工步骤中轧辊辊身余量直径方向控制在8~12mm。
5.根据权利要求3所述制备GVTi耐磨型半钢轧辊的方法，其特征在于，所述二次回火步骤中，一次回火温度控制在550~600℃，二次回火温度控制在525~560℃。
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