【正文】 ，解決了軋輥容易產(chǎn)生剝落、掉塊問題。 1608．什么是Adarnite GT軋輥? 這是常州凱達(dá)軋輥有限公司開發(fā)的一種新型軋輥，亦稱“優(yōu)質(zhì)半鋼軋輥”。 高鎳鉻無限冷硬復(fù)合鑄鐵軋輥問世于20世紀(jì)30年代，由于其良好的耐磨性、抗熱裂性取得廣泛應(yīng)用，目前主要用于熱帶連軋機(jī)、連鑄連軋機(jī)精軋后段工作輥，寬中厚板軋機(jī)工作輥。高合金無限冷硬鑄鐵軋輥多采用離心或溢流復(fù)合工藝生產(chǎn)，廣泛用于熱帶精軋、中板軋機(jī)工作輥、平整軋機(jī)工作輥和支撐輥，也可用于冷帶連軋機(jī)的第二、三架的工作輥?；w中存在大量碳化物，耐磨性好，少量石墨的存在，提高了軋輥抗熱裂性能，可以松弛鑄造應(yīng)力，減緩剝落的發(fā)生。輥身基體組織隨合金含量和熱處理工藝變化而有所不同，低合金和中合金無限冷硬鑄鐵以細(xì)珠光體或屈氏體為主，高合金無限冷硬鑄鐵以貝氏體和屈氏體為主，甚至出現(xiàn)馬氏體殘奧，基體顯微硬度逐步提高。按合金含量不同分為低合金無限冷硬鑄鐵、中合金無限冷硬鑄鐵和高合金無限冷硬鑄鐵。 用這種方法，若首先澆人無限冷硬鑄鐵鐵液，得到輥身外層為無限冷硬材質(zhì)內(nèi)部為球墨鑄鐵的軋輥，稱為無限冷硬球墨復(fù)合鑄鐵軋輥。 1603．冷硬球墨復(fù)合鑄鐵軋輥有哪些生產(chǎn)工藝特點(diǎn)? 將經(jīng)過球化處理的冷硬鑄鐵鐵液注入冷型噴涂料的軋輥型腔，達(dá)到輥身上端要求的高度，輥身表層首先形成一定厚度的冷硬層，這種冷硬鑄鐵液硅含量高于整體鑄造的冷硬鑄鐵，可達(dá)1．2％，然后在原外層鐵液中沖人一定數(shù)量的硅鐵粒，或改用另外一種材質(zhì)(高硅)的鐵液繼續(xù)澆鑄完成冒口高度，后澆鐵液與原輥身外層鐵液部分混溶而成為具有球墨鑄鐵成分和性能的球鐵輥頸，形成輥身外層為白口冷硬層而輥身心部和輥頸為球墨鑄鐵的復(fù)合鑄鐵軋輥。 常用的有鉻鉬冷硬球墨復(fù)合鑄鐵軋輥和鉻鉬釩冷硬球墨復(fù)合鑄鐵軋輥。 因此，控制冷硬鑄鐵白口層深度必須從以上幾方面同時(shí)控制。 整體冷硬鑄鐵軋輥和離心冷硬鑄鐵軋輥都可用于棒線材及小型型鋼精軋機(jī)架；冷硬球墨復(fù)合鑄鐵軋輥主要用于疊軋薄板、三輥勞特中板軋機(jī)；離心合金冷硬鑄鐵輥環(huán)則用于無縫鋼管軋機(jī)均整和張力減徑機(jī)。 1600．怎樣生產(chǎn)冷硬鑄鐵軋輥。整體冷硬鑄鐵軋輥的輥身內(nèi)層由麻口過渡到灰口，輥身心部為灰口，有一定強(qiáng)度，一般大于150MPa；離心復(fù)合冷硬鑄鐵軋輥外層為合金冷硬鑄鐵，心部是球墨鑄鐵材料。 1599．冷硬鑄鐵軋輥的組織和性能特點(diǎn)是什么？ 冷硬鑄鐵軋輥輥身工作層因激冷而生成較純凈的白口組織，基本沒有游離石墨，普通冷硬鑄鐵軋輥的顯微組織為珠光體加滲碳體型碳化物；合金冷硬鑄鐵軋輥的顯微組織為貝氏體和馬氏體加碳化物。通常離心軋輥應(yīng)控制在一300MPa以內(nèi)，較高合金的軋輥可控制在一400MPa以內(nèi)，高速鋼、半高速鋼軋輥的輥身殘余應(yīng)力可適當(dāng)控制得更低一些。另外，外層過高的殘余壓應(yīng)力，會促使表面熱裂紋的產(chǎn)生，因?yàn)檫^高的壓應(yīng)力和軋制時(shí)的熱應(yīng)力、機(jī)械應(yīng)力疊加超過材料的屈服極限，將會引起外層材料產(chǎn)生塑性變形，待表層冷卻后，外層塑性變形區(qū)因受次表層的拉應(yīng)力而導(dǎo)致裂紋產(chǎn)生。如軋輥使用中常采用噴丸處理，就可增加軋輥表面的壓應(yīng)力，提高軋輥的抗疲勞性能。斷裂力學(xué)認(rèn)為，疲勞裂紋的擴(kuò)展速率和疲勞應(yīng)力的峰值及平均值有關(guān)，特別對于脈動疲勞循環(huán)，在峰值確定的情況下，平均值越低，引起疲勞裂紋擴(kuò)展的有效拉應(yīng)力就越低，疲勞裂紋的擴(kuò)展速率越低。通常，整體鑄造軋輥輥身表層存在殘余壓應(yīng)力，內(nèi)部則為拉應(yīng)力，復(fù)合鑄造軋輥也一樣，只是存在的殘余應(yīng)力的級別不同。在軋輥生產(chǎn)中，靜態(tài)整體鑄造軋輥，由于凝固時(shí)選分結(jié)晶、偏析、疏松等原因，軋輥內(nèi)外的組織和性質(zhì)不盡相同；復(fù)合鑄造軋輥時(shí)除上述因素外，軋輥的外層和心部采用不同的材質(zhì)、凝固特性不同，這樣在軋輥制造完成后，在軋輥內(nèi)部會存在一種因變形不協(xié)調(diào)而產(chǎn)生的內(nèi)力，稱為殘余應(yīng)力。 1596．什么是殘余應(yīng)力。 從另外角度講，如果軋輥的基體組織、碳化物、石墨形態(tài)確定，對于軋制載荷較高的軋輥，宜控制較低的硬度，以避免產(chǎn)生剝落。而K1C隨硬度降低而增大，也就是說，如果軋制壓力增大，可適當(dāng)降低軋輥硬度，使材料的K1C增大，從而避免裂紋在較大的應(yīng)力作用下失穩(wěn)擴(kuò)展導(dǎo)致剝落。鑄鐵軋輥中成網(wǎng)的碳化物、片狀的石墨、條狀碳化物等因強(qiáng)度和韌性都很差，可近似認(rèn)為是軋輥中的裂紋源，事實(shí)也證明裂紋的產(chǎn)生和擴(kuò)展都是沿這類脆性相進(jìn)行的。斷裂力學(xué)認(rèn)為，材料中裂紋的失穩(wěn)擴(kuò)展和材料的斷裂韌性值K1C有很大關(guān)系，而K1C=，其中Y為形狀因子，α為裂紋源長度，σc是許用最大工作應(yīng)力。但對于鑄鐵軋輥這種脆性材料，除考慮其在機(jī)磨損之外，還應(yīng)考慮因熱裂紋或剝落造成的軋輥修磨損失，即應(yīng)考慮綜合耐磨性。從導(dǎo)熱角度而言，碳化物的導(dǎo)熱性很差，軋輥的導(dǎo)熱主要依靠基體來完成，這樣成網(wǎng)的碳化物，由于隔斷了基體間的連接會使導(dǎo)熱性下降，從而影響軋輥的抗熱裂性。另外，大塊碳化物的存在，相當(dāng)于基體中存在較大尺寸的裂紋源，大的裂紋源在較小的應(yīng)力作用下即可產(chǎn)生失穩(wěn)擴(kuò)展。 碳化物的類型決定了其形態(tài)和分布，特殊合金如鎢、鉬、釩、鈮等形成的碳化物，粒度小，呈孤立或不連續(xù)分布，特殊類型碳化物的顯微硬度遠(yuǎn)高于滲碳體型碳化物，表現(xiàn)出了優(yōu)良的耐磨性能。 1594．碳化物的類型有哪些，碳化物形態(tài)、數(shù)量及分布對鑄鐵軋輥性能有什么影響? 由于鑄鐵軋輥碳含量不同，加人的合金元素種類、含量高低不同，形成的碳化物類型也多種多樣。而且碳化物與基體接觸的邊角部位容易引起應(yīng)力集中，對基體也存在割裂作用，常常是裂紋發(fā)生的起源。但碳化物硬而脆，對基體也存在減縮作用，碳化物量的多少又直接影響鑄鐵軋輥的抗拉強(qiáng)度、韌性、塑性等力學(xué)性能指標(biāo)。蠕蟲狀石墨是介于片狀和球狀之間的一種過渡型石墨，相對于片狀石墨，片形短而粗厚，頭部較圓整，外形相互連結(jié)，本身結(jié)構(gòu)又近似球形石墨，對基體的切割作用介于片狀和球形之間，所以蠕墨鑄鐵強(qiáng)度、韌性等指標(biāo)介于灰鐵和球鐵之間，更接近于球墨鑄鐵。 1592．石墨的形態(tài)有哪些，不同形態(tài)的石墨對鑄鐵軋輥性能有什么影響? 鑄鐵軋輥中常見的石墨形態(tài)有片狀、球狀和蠕蟲狀幾種，有時(shí)會因某些條件變化，會出現(xiàn)如開花狀、枝晶狀等不規(guī)則的形狀。石墨含量越高，對基體的減縮作用越嚴(yán)重，鑄鐵軋輥的強(qiáng)度、伸長率、沖擊韌性越低。 1591．石墨對鑄鐵軋輥性能有什么影響? 石墨在鑄鐵軋輥組織中是一個很重要的相組分，除冷硬鑄鐵軋輥和高鉻鑄鐵軋輥外其余鑄鐵軋輥都含有不同形態(tài)和數(shù)量的石墨，石墨和碳化物對基體性能都是減弱的作用，所以鑄鐵軋輥的性能在很大程度上取決于石墨和碳化物的特征。在所有的基體組織中，馬氏體基體具有最高的硬度和強(qiáng)度，但脆性較大，且轉(zhuǎn)變時(shí)會形成很大的組織轉(zhuǎn)變應(yīng)力?；w組織控制為貝氏體的軋輥類型較多，如復(fù)合鑄鋼支承輥外層、高鎳鉻無限冷硬鑄鐵軋輥、貝氏體球鐵軋輥、高碳半鋼等。 貝氏體是奧氏體在Ms～550℃轉(zhuǎn)變的產(chǎn)物，根據(jù)轉(zhuǎn)變區(qū)間的不同分為上貝氏體和下貝氏體。通常合金鑄鋼軋輥、半鋼軋輥控制為索氏體基體。軋輥外層控制為珠光體基體，主要有無限冷硬球墨鑄鐵軋輥和珠光體、貝氏體球墨鑄鐵軋輥，高鎳鉻無限冷硬離心復(fù)合軋輥的心部則一般控制為珠光體基體。 珠光體、索氏體和屈氏體是常見的軋輥基體組織類型。 鐵素體是碳在α—Fe中的固溶體，雖說有一定的韌性，但其硬度、強(qiáng)度、抗疲勞能力都較低?；w組織是軋輥材料中重要的相組成，是其他相發(fā)揮作用的重要保證。軋輥組織的每種結(jié)構(gòu)中包含有不同的相，如奧氏體、鐵素體、馬氏體等屬于固溶體，滲碳體、各種特殊合金碳化物、夾雜物等屬于化合物；珠光體、索氏體、屈氏體、貝氏體則屬于機(jī)械混合物。 不同類型、不同成分的合金中存在著不同的相，在固態(tài)合金中通常有三種基本組織結(jié)構(gòu)：固溶體、化合物和機(jī)械混合物。 1589．什么是相，軋輥組織中的相通常有哪幾種結(jié)構(gòu)? 兩種以上的元素融合到一起所獲得的具有金屬特性的固體物質(zhì)稱為合金，復(fù)雜的合金系通常都是由簡單的結(jié)構(gòu)組合而成的。 1588．鑄鐵軋輥有哪些品種? 鑄鐵軋輥的品種主要有冷硬鑄鐵軋輥、無限冷硬鑄鐵軋輥、球墨鑄鐵軋輥、高鉻鑄鐵軋輥四大類。 1587．什么是鑄鐵軋輥? 鑄鐵軋輥是碳含量大于2．2％的鐵基材料鑄造而成的系列軋輥的總稱，也是應(yīng)用最廣泛的軋輥。而心部及輥頸則為中碳低合金鋼，由于碳含量小于0．5％的低合金鋼冷卻時(shí)極易形成針片狀的鐵素體型魏氏組織，使支撐輥強(qiáng)度降低，脆性增大。由于整體鑄鋼支撐輥鑄造過程中存在偏析較嚴(yán)重、殘余應(yīng)力水平高和內(nèi)部不可避免的疏松等鑄造缺陷，其成品在熱處理時(shí)一般不采用整體加熱淬火處理，而是采用燃?xì)饣蚋袘?yīng)加熱的差溫加熱淬火方式。 1585．整體鑄鋼支撐輥有什么生產(chǎn)工藝特點(diǎn)? 整體鑄鋼支撐輥的輥身工作層和輥身中心、輥頸均為相同化學(xué)成分的單一鑄鋼材質(zhì)，一般采用冷型噴掛涂料靜態(tài)鑄造生產(chǎn)，輥身的高耐磨性和輥頸的強(qiáng)韌性是通過多次熱處理來實(shí)現(xiàn)的。 (5)復(fù)合鑄鋼較鍛鋼支撐輥制造周期短、成本低，因此具有很強(qiáng)的實(shí)用性。 (3)工作層硬度降落小，復(fù)合支撐輥采用整體加熱和淬火，工作層內(nèi)奧氏體化溫度相差小、冷卻速度均勻，使支撐輥在長期運(yùn)行中磨損均勻，能保持良好的輥形。 (2)內(nèi)部應(yīng)力狀態(tài)合理。心部材質(zhì)選擇低合金中碳鋼，具有較高的屈服強(qiáng)度和韌性。HS 55~70之間。 1582．復(fù)合鑄鋼支撐輥的組織特點(diǎn)是什么? 復(fù)合鑄鋼支撐輥外層材質(zhì)從鉻錳鉬系列，發(fā)展到目前的3％。首先將高合金高耐磨的輥身外層鋼液注滿型腔，在外層鋼液凝固達(dá)到規(guī)定的厚度時(shí)，將另外一種化學(xué)成分的心部鋼水緩慢澆入，通過溢流槽連續(xù)置換輥身心部未凝固的外層鋼液，輥身保留一定厚度的外層材質(zhì)，輥身心部和輥頸則為心部材質(zhì)，外層與心部實(shí)現(xiàn)良好的冶金結(jié)合。復(fù)合鑄鋼支撐輥的典型成分范圍見表134。 復(fù)合鑄鋼支撐輥的輥身外層材質(zhì)，初期多采用鉻含量約為2％共析或過共析成分的鉻、錳系列合金鑄鋼，形成了Cr2系列材質(zhì)。 高鉻鑄鋼軋輥主要用于熱帶連軋機(jī)4輥粗軋工作輥、連鑄連軋機(jī)4輥粗軋工作輥、一些帶鋼連軋機(jī)的軋邊輥，以及型鋼萬能軋機(jī)的水平輥環(huán)。 1579．高鉻鑄鋼軋輥的生產(chǎn)方式和應(yīng)用范圍是什么? 高鉻鑄鋼軋輥基本生產(chǎn)方式為離心復(fù)合澆注、控制冷卻，熱處理則要分別經(jīng)過高溫和低溫不同階段的熱處理，通過控制鑄造和熱處理兩個環(huán)節(jié)，得到很好的組織和性能。 高鉻鑄鋼軋輥的典型成分范圍見表133。由于高鉻鑄鋼具有比高鉻鑄鐵材質(zhì)更加富鉻的基體組織，在特定的熱處理過程中，基體上析出彌散的二次合金碳化物；使用過程中輥面形成附著力強(qiáng)且致密的氧化薄膜，因此高鉻鑄鋼軋輥表現(xiàn)出了優(yōu)良的耐磨性能。 1577．高鉻鑄鋼軋輥的組織特點(diǎn)有哪些? 高鉻鑄鋼復(fù)合軋輥碳含量為0．7％~1．4％，鉻含量為8％～16％，同時(shí)含有鉬鎳和適量釩等合金元素，硬度范圍控制在HS 65～80。 1576．什么是高鉻鑄鋼軋輥的二次硬化? 高鉻鋼復(fù)合軋輥輥身工作層組織的二次硬化是指軋輥經(jīng)過高溫淬火后二次碳化物的析出過程，高鉻鋼軋輥加熱到奧氏體化溫度后，應(yīng)快速冷卻使鉻、鉬、釩等合金元素保留在奧氏體中，到600℃后，等溫轉(zhuǎn)變使Mo2C和M3C型滲碳體向M7C3型轉(zhuǎn)變，使Mo2C和V4C3碳化物從馬氏體中沉淀析出，以實(shí)現(xiàn)“彌散強(qiáng)化”。 1575．什么是高鉻鑄鋼軋輥? 高鉻鑄鋼軋輥是20世紀(jì)80年代初歐洲軋輥制造者，在研究分析高鉻復(fù)合鑄鐵工作輥技術(shù)特性和使用實(shí)踐的基礎(chǔ)上，參照Crl2MoV冷作模具鋼材質(zhì)特性，開發(fā)出的具有高硬度、高耐磨性合金鑄鋼軋輥材質(zhì)，首先用于法國的SOLLAC公司的熱帶連軋粗軋機(jī)架，取得了很好的使用效果。研究表明：石墨鋼軋輥基體組織中一定數(shù)量的石墨，對其性能有很大影響，石墨鋼軋輥的導(dǎo)熱系數(shù)高于半鋼，在冷卻水條件不是很好的情況下，適合于選擇石墨鋼軋輥，例如：對于深孔型大型型鋼軋機(jī)，冷卻水很難進(jìn)入到深孔部位，而側(cè)壁又要承受相對較大的熱沖擊，使用石墨鋼軋輥比半鋼軋輥在一定程度上會減輕熱裂紋的產(chǎn)生，側(cè)壁掉塊現(xiàn)象得到改善，同時(shí)磨損程度與半鋼軋輥相當(dāng)。 1573．石墨鋼軋輥的主要用途有哪些? 石墨鋼軋輥主要用于大型初軋機(jī)、鋼坯連軋機(jī)、大中型型鋼軋機(jī)粗軋中間軋和精軋、小型型鋼和棒材粗軋；復(fù)合石墨鋼軋輥用于熱軋帶鋼二輥可逆粗軋輥和爐卷軋機(jī)的立輥；型鋼萬能軋機(jī)、懸臂軋機(jī)所使用的輥環(huán)可選用離心復(fù)合石墨鋼輥環(huán)。要針對不同用途的石墨鋼軋輥提出合理的熱處理制度，粗軋輥的主要要求是熱穩(wěn)定性、強(qiáng)度、塑性要高；對中軋和精軋機(jī)軋輥的要求是硬度和耐磨性高。根據(jù)需要也可采用溢流復(fù)合工藝或離心鑄造工藝生產(chǎn)外層為石墨鋼材質(zhì)、心部及輥頸為合金鑄鋼材質(zhì)的復(fù)合石墨軋輥，如熱帶連軋機(jī)2輥粗軋輥。另外，依據(jù)軋輥用途，可以調(diào)整石墨鋼軋輥的碳含量、合金元素含量及硬度要求，控制組織中碳化物和石墨的含量及形態(tài)，因此，石墨鋼軋輥已經(jīng)逐漸發(fā)展成為系列，適用于不同類型軋機(jī)的使用要求。由于石墨具有極好的導(dǎo)熱性，可有效地降低軋輥工作中產(chǎn)生的熱應(yīng)力，同時(shí)游離點(diǎn)球狀石墨的存在，可以起到阻止裂紋擴(kuò)展的阻尼作用，使抗熱裂性能明顯提高，石墨起著自然潤滑劑的作用，因而石墨鋼軋輥具有獨(dú)特的性能：優(yōu)良的抗熱裂性、抗事故沖擊能力和半鋼軋輥的耐磨性、極小的硬度落差，硬度一般為HS35～60。 1570．什么是石墨鋼軋輥? 在半鋼軋輥材質(zhì)的基礎(chǔ)上，通過控制石墨化元素和碳化物形成元素的含量及相應(yīng)比例，在鋼液中添加適量的孕育合金和球化劑進(jìn)行孕育和球化，使軋輥在凝固過程中形成球狀或團(tuán)狀石墨，因組織中含有少量游離石墨而稱之為石墨鋼軋輥。 1569．非金屬夾雜物對半鋼軋輥組織有什么影響? 鋼液中存在大量的高熔點(diǎn)非金屬夾雜物時(shí)，易形成偽共晶碳化物核心，在凝固過程中析出的共晶或偽共晶碳化物優(yōu)先長大，而且極易形成大塊碳化物，巨大的滲碳體易成為熱龜裂的發(fā)生點(diǎn)，并起加速裂紋擴(kuò)展的作用，非金屬夾雜物的存在將使半鋼軋輥的斷裂韌性KIC值和塑性指標(biāo)降低。奧氏體晶界處為富鉻區(qū)、富碳區(qū)，二次碳化物會在此處析出并形成網(wǎng)狀，這種碳化物對軋輥的組織性能破壞很大。 1568．為什么半鋼軋輥一定要經(jīng)過高溫?cái)U(kuò)散退火處理? 鉻和碳是形成半鋼軋輥碳化物的重要元素，從而也是提高軋輥耐