专利名称：：5Cr5MoWSiV冷轧辊及其热处理方法
技术领域：
：本发明涉及一种5Cr5MoWSiV材料冷轧辊，以及这种冷轧辊的金属热处理方法。
背景技术：
：国内冷轧机所用锻钢轧辊一般采用传统的8Cr2MoV、9Cr2Mo、Grl5等Cr2型材质，存在淬硬层浅、抗事故性和抗疲劳性能差等问题，使用寿命较低。太原钢铁公司引进的森吉米尔轧机最初使用8Cr2MoV中间辊，因材质及热处理工艺原因，抗疲劳性较差，在使用过程中经常发生掉渣及辊面大块剥落现象，而每次上轧机轧钢量在1000吨左右，辊耗为0.37kg/t钢，严重影响轧机的生产效率、钢板表面质量及生产成本。为解决这一问题，需要进行轧辊材质设计及轧辊的热处理工艺研究。
发明内容本发明目的是为了克服上述现有技术的不足，提供一种具备优良的抗事故性、抗疲劳性和耐磨性、硬度高的5Cr5MoWSiV冷轧辊，以及这种冷轧辊的热处理方法。本发明5Cr5MoWSiV冷轧辊的成分及其重量百分比为C0.5—0.55%,Si0.8—1.2%，Mn0.25—0.5%，Cr4.9—5.5%，Mo1.5%，V0.4—0.6%，W1.1—1.5%，其余成分为Fe，各成分的重量百分比之和为100%。加入5%Cr可以使淬火时固溶铬增加，增加奥氏体的稳定性，从而提高钢的淬透性，增加轧辊的有效淬硬层深度。含Cr、Mo、W、V等元素的钢，当合金度增至一定水平并配有适当碳含量时，在淬火后回火过程中，随着回火温度的升高，由于合金碳化物(Mo2C、W2C等)的析出和残余奥氏体的转变，回火硬度升高的现象称为二次硬化。为使所设计的钢种具有二次硬化现象和高的回火稳定性，钢中分别加入了1.11.5。/。Mo和W，V在钢中主要形成弥散度较大的、硬度较高的碳化钒(VC)，是提高钢耐磨性的主要元素之一，因此在钢种加入0.5°/。的V。碳和碳化物形成元素之间的相对配比，是影响二次硬化能力的关键性因素。根据史蒂文(G.Steven)平衡碳(Cp)计算式，可计算出所需碳含量控制范围Cp=0.033W+0.063Mo+0.06Cr+0.2V=0.480.594%。C含量决定钢热处理后强度和硬度，但C含量过高对韧性不利，因此在满足轧辊硬度和强度的前提下，尽可能降低了C含量，使强韧性得到较好的配合，确定C含量为0.500.55%。Si可提高钢的淬透性，还可强化基体，提高钢的回火稳定性，Si含量控制在0.81.20%。本发明5Cr5MoWSiV冷轧辊的热处理方法是(1)采用高温固溶加高温回火工艺进行预处理先将轧辊经空气炉550°C、盐炉850。C两个温度段预热后，用盐炉加热到10601140°C，保温固溶，再将轧辊在淬火油中冷却到约IO(TC，然后在空气炉中加热到72078(TC进行高温回火，回火后炉冷到50(TC，再空冷到室温。预处理的目的在于消除铸锭和锻造时所引起的组织不均匀性，改善碳化物的形态及其分布特征，为最终热处理做好必要的原始组织准备。其原理是高温状态下最大限度的固溶碳化物，使碳化物颗粒溶解变小，小颗粒全部溶解，所有锋利尖角全部溶成圆角，未溶的碳化物数量变少，粒度趋于一致。快冷抑制二次碳化物呈链状析出于晶界；在高温回火过程中，碳化物均匀析出。(2)采用中温淬火加高温多次回火工艺进行热处理先将轧辊经空气炉550°C、盐炉85(TC两个温度段预热后，用盐炉加热到1020108(TC保温，然后将轧辊在淬火油中冷却到约IO(TC，然后转入53058(TC硝盐炉中回火，回火3-4次，每次回火后空冷至5(TC，转下次回火；最后一次回火后采用油冷。热处理工艺可在轧辊硬度达到5860服C的前提下，有效消除轧辊内应力，并析出弥散分布的Cr、Mo、V碳化物粒子以增强轧辊的耐磨性。高温回火后组织稳定性高，残余奥氏体含量控制在3%以下，避免了轧辊使用过程中因残余奥氏体转变造成的轧辊开裂现象。本发明适用于硬度要求为5860HRC的冷轧辊制造及其热处理方法。在保证轧辊硬度要求的前提下，可最大程度提高轧辊组织稳定性，消除轧辊的组织应力、热应力，使轧辊具备优良的抗事故性、抗疲劳性和耐磨性，从而满足轧机的使用要求。本发明5Cr5MoWSiV冷轧辊已经在太钢不锈冷轧厂8台ZR22-52B型轧机全部使用，在使用过程中完全杜绝了中间辊断辊、开裂、表面大块剥落现象，而且轧辊在经历了粘辊、断带、抽带等意外事故，经复磨后仍可继续正常使用，表现出了优良的抗事故性，使用效果达到进口轧辊水平。辊耗由原来的0.37Kg/吨钢降低为0.081Kg/吨，每年可节约轧辊采购资金1000万元以上。具体实施例方式按所设计钢种化学成分生产本发明轧辊90支，化学成分及热处理工艺见表1—3。表1轧辊化学成分表(％):<table>tableseeoriginaldocumentpage5</column></row><table>表2轧辊预处理情况表<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>辊耗二轧辊消耗量(kg)/轧钢量(t)。权利要求1、一种5Cr5MoWSiV冷轧辊，其特征是该冷轧辊的成分及其重量百分比为C0.5—0.55％，Si0.8—1.2％，Mn0.25—0.5％，Cr4.9—5.5％，Mo1.1—1.5％，V0.4—0.6％，W1.1—1.5％，其余成分为Fe，各成分的重量百分比之和为100％。2、如权利要求1所述的5Cr5MoWSiV冷轧辊的热处理方法，其特征是(1)采用高温固溶加高温回火工艺进行预处理先将轧辊经空气炉550°C、盐炉85(TC两个温度段预热后，用盐炉加热到10601140°C，保温固溶，再将轧辊在淬火油中冷却到约10(TC，然后在空气炉中加热到720780'C进行高温回火，回火后炉冷到50(TC，再空冷到室温；(2)采用中温淬火加高温多次回火工艺进行热处理先将轧辊经空气炉550°C、盐炉85CrC两个温度段预热后，用盐炉加热到1020108(TC保温，然后将轧辊在淬火油中冷却到约IO(TC，然后转入53058(TC硝盐炉中回火，回火3-4次，每次回火后空冷至50'C，转下次回火；最后一次回火后采用油冷。全文摘要一种5Cr5MoWSiV冷轧辊及其热处理方法，适用于硬度要求为58～60HRC的冷轧辊，目的是具备优良的抗事故性、抗疲劳性和耐磨性、硬度高；本发明5Cr5MoWSiV冷轧辊的成分及其重量百分比为C0.5-0.55％，Si0.8-1.2％，Mn0.25-0.5％，Cr4.9-5.5％，Mo1.1-1.5％，V0.4-0.6％，W1.1-1.5％，其余成分为Fe；本发明5Cr5MoWSiV冷轧辊的热处理方法是先采用高温固溶加高温回火工艺进行预处理，再采用中温淬火加高温多次回火工艺进行热处理。文档编号C21D1/18GK101381843SQ20081007959公开日2009年3月11日申请日期2008年10月17日优先权日2008年10月17日发明者原凌云,崔天燮,张晓琨,徐芳泓,陈建礼申请人:山西太钢不锈钢股份有限公司