专利名称：满足冷轧工业需求的锻造辊及其生产方法
技术领域：
本发明总体涉及锻造辊的领域以及锻造辊的生产。更具体地，本发明涉及满足冷轧工业的需求并主要用于冷轧工业的锻造辊。
背景技术：
总体背景铁和非铁金属工业的冷轧发展的总体趋势是轧制更快、更薄和更宽。当前的挑战是在实现完美控制与高生产率兼容的平整度、厚度和表面外观的同时完成上述趋势。因此，该趋势要求使用控制关键轧制参数的先进轧制技术。例如粗糙度保持力和表面外观等一些关键参数能够通过镀铬工作辊得到保证。该措施是有效和高效的，但是由于环境限制而正变得越来越有问题，并且在不久的将来会变得不可接受。目前，表面镀铬的锻造的工作辊(2 6% Cr)通常用于冷轧工艺。对这种辊进行镀铬是为了就表面结构保持力而言改善耐磨性，其进而将确保例如车体在涂漆后的一致和较高的光泽。作为镀铬的硬电解沉积技术最初是为了回火/表皮光轧(skin pass)轧机应用而开发的。在这些应用中，镀铬工作辊呈现出比无涂层辊长2 8倍的寿命，主要是由于更好的粗糙度保持力。该技术的实施逐渐延伸至减薄轧机(reduction mill)。
此外，还存在由高速钢(HSS)制成的意图在无涂层状态下使用的锻造辊，但是需要残余内应力低的辊，并且还需要生产这种辊的工业工艺，其意图在无涂层的状态下给予至少相当于有涂层辊的粗糙度保持力的同时用于轧机。具体背景生产来在冷轧工业内使用的辊必须在使用期间管理处理条件或具体操作应力，以便不产生裂纹或变得易于爆炸。辊的爆炸会涉及操作人员的安全和轧机中附带损害。因此，需要残余内应力低的辊。现有技术公开了朝无涂层高速钢辊发展以用于冷轧目的的现有技术的示例:C.Gaspard, C.Vergne , D.Batazzi, T.Nylen, P.H.Bolt, S.Mul，K.M.Reuver: " Implementation of in-service key parameters of HSS work rollgrade dedicated to advanced cold rolling " ， 1ST Conference May 3-6，2010，Pittsburgh, Pa，USAC.Gaspard, S.Bataille, D.Batazzi, P.Thonus: " Improvement ForAdvanced Cold Rolling Reduction Mills By Using Sem1-HSS and HSS Rolls" ,7thInternational Conference on Steel Rolling(ISIJ)，Makuhari，Chiba，Japan，1998P.H.Bolt，D.Batazzi, N.P.Belfiore，C.Gaspard, L.Goiset，M.Laugier,
0.Lemaire, D.Matthews, T.Nylen，K.Reuver, D.Stocchi, F.Stork，J.Tensen，M.Tornicelli, R.Valle, E.van den Elzen, C.Vergne, 1.M.Williams: " DamageResistance and Roughness Retention of work Rolls in cold Rolling Mills" , 5thEuropean Rolling Conference,23-25 June 2009, London, UK现有技术的另一些示例出现在以下专利出版物中:JP09003603、JP53077821、JP57047849、 JP2002285284、 JP2002285285、 JP10317102、 JP1208437、 EP0395477 和JP08158018，它们描述了用于增强磨损和掉皮阻力的冷轧用工作辊。然而，这些现有技术没有公开实现并能使这种高速钢辊在冷轧机中的条件下进行操作所必需的参数和性质。
发明内容
本发明的目的总体目的本发明的总体目的是提供一种能在冷轧机中的条件下优选以无涂层形式进行操作的辊及其生产工艺。更具体目的是提供一种辊及其生产工艺，同时保持至少与现有技术有涂层辊相当的例如低摩擦系数、高粗糙度保持力、无铁粉粉尘污染等摩擦学性质，并且与已知辊相比，就操作中的较高抗裂性和较高安全性而言呈现出改善的轧机性能。
部分问题本发明进一步寻求解决以下部分问题:-改善辊面，给予辊较高的性能-避免辊掉皮事故-避免不环保的辊生产工艺-改善辊的轧制距离或寿命，允许每次轧机作业更长的运转。发明概述以上列举的问题、部分问题和方面的解决方案是根据本发明的一种辊，其具有改善的加热裂纹抗力和低的裂纹传播力，以在保持较高耐磨性的同时减小对轧机事故的敏感性。本发明提供一种用于冷轧工业的锻造辊以及生产这种辊的方法。这种辊优选无涂层，但是也可以有涂层。本发明的第一方面涉及一种锻造辊，其包括一种钢成分，该钢成分就重量百分比而言包括:0.8 至小于(< )I % 的 C，0.2 0.5%的 Mn，0.2 2.0%的 Si，7.0 13.0%的 Cr，0.6 1.6%的 Mo，大于(>)1.0 3.0%的 V，钢的剩余部分主要是Fe和可能微量的和/或可能不可避免的杂质；其中所述辊的显微组织包括:-奥氏体残留比小于(<)5%体积百分比的回火马氏体；和-共晶碳化物小于(<)5 %体积百分比的开放共晶碳化物网；
并且其中所述辊呈现出:-780 840HV 的硬度；和—300到_500MPa的内部压缩应力。在本发明的另一些实施例中，本发明的辊包括界定出晶团状模样的共晶团的开放共晶碳化物网。辊的其它变型包括以下可选、独立或可组合的方面的任一项:—种棍,其中所述棍的开放共晶碳化物网包括枝晶臂(dendritic arm)。一种辊，其中所述辊的开放共晶碳化物网形成为大致分离的多个共晶碳化物网部分。一种辊，其中所述辊的显微组织至少存在于辊的工作层中。一种辊，具 有就重量百分比而言组分如下的钢成分:0.8 至小于(< )I % 的 C，0.2 0.5%的 Mn，0.2 2.0%的 Si，7.0 13.0%的 Cr，0.6 1.6%的 Mo，大于(>)1.0 3.0%的 V，小于(<)0.015%的 P，和小于(<)0.015%的 S，和小于(<)1%的 Ni小于(<)30ppm 的 O2，和小于(<)IOOppm 的 N2，和小于(<)3ρρπ^3Η2小于(<)2%的W，和小于(<)1%的 Nb，和小于(<)I % 的 Ti，和小于(<)0.5%的 Ta,和小于(<)0.5%的 Zr，钢的剩余部分主要是Fe和可能微量的和/或可能不可避免的杂质；根据本发明的辊，其中钢成分中的C含量就重量百分比而言占整个辊重的0.8 0.99%。根据本发明的辊，其中钢成分中的C含量就重量百分比而言占整个辊重的0.85
0.9%。根据本发明的辊，其中钢成分中的Mn含量就重量百分比而言占整个辊重的0.4
0.5%。根据本发明的辊，其中钢成分中的Si含量就重量百分比而言占整个辊重的0.2
1.5%。根据本发明的辊，其中钢成分中的Si含量就重量百分比而言占整个辊重的
0.85 1.15%。
根据本发明的辊，其中钢成分中的Cr含量就重量百分比而言占整个辊重的7.0 11%。根据本发明的辊，其中钢成分中的Cr含量就重量百分比而言占整个辊重的7.3 小于(< )8.0%。根据本发明的辊，其中钢成分中的Mo含量就重量百分比而言占整个辊重的
1.45 1.55%。根据本发明的辊，其中钢成分中的Ni含量就重量百分比而言占整个辊重的小于(< )0.3。根据本发明的辊，其中钢成分中的V含量就重量百分比而言占整个辊重的1.3
2.1%。根据本发明的辊，其中钢成分中的V含量就重量百分比而言占整个辊重的1.3
1.6%。根据本发明的辊，其中钢成分就重量百分比而言组分如下:0.8 0.99% 的 C，和0.4 0.5% 的 Mn，和0.2 1.5%的 Si，和7.0 11% 的 Cr，和0.6 1.6%的 Mo，和小于(<)1.0 的 Ni，和1.0 2.1% 的 V，和小于(<)0.015%的 P，和小于(<)0.015%的 S，和小于(<)30ppm 的 O2，和小于(<)IOOppm 的 N2，和小于(<)3ppm 的 H2，和辊的剩余部分主要是Fe和可能微量的和/或可能不可避免的杂质。根据本发明的辊，其中钢成分就重量百分比而言组分如下:0.85 0.9%的 C，和0.4 0.5%的 Mn，和0.85 1.15%的 Si，和7.3 小于(< )8.0%的 Cr，和1.45 1.55% 的 Mo，和小于(<)0.3 的 Ni，和1.3 1.6%的 V，和小于(<)0.015%的 P，和小于(<)0.015%的 S，和小于(<)30ppm 的 O2，和小于(<)IOOppm 的 N2，和小于(<)3ppm 的 H2，和
辊的剩余部分主要是Fe和可能微量的和/或可能不可避免的杂质。本发明的辊进一步构造成用作冷轧中的工作辊。本发明的辊进一步具有大于400kg的重量。本发明的辊进一步具有215 800mm范围的直径。本发明的另一方面提供通过包括以下步骤的工艺生成的锻造辊:a.提供一种钢成分，其就重量百分比而言包括:0.8至小于(<)1%的(:，0.2 0.5%的 Mn，0.2 2.0%的 Si，7.0 13.0%的 Cr，0.6 1.6%的 Mo，大于(>)1.0 3.0%的 V，钢的剩余部分主要是Fe和可能微量的和/或可能不可避免的杂质；在另一些实施例中，本发明的成分如上述成分或成分组合的任一项所述；b.制造铸锭，在凝固区间中在铸锭的表面层(相当于辊的表面层)中维持高于15°C /min的凝固速率；c.将该铸锭锻造成辊；d.通过感应加热使辊硬化；e.对辊进行回火；从而获得所述辊的显微组织，其包括:-奥氏体残留比小于(<)5%体积百分比的回火马氏体；和-共晶碳化物小于(<)5 %体积百分比的开放共晶碳化物网；并且其中所述辊(1)呈现出:-780 840HV 的硬度；和—300到_500MPa的内部压缩应力。辊的其它变型包括关于上述辊的化学成分或显微组织的以下可选、独立或可组合的方面的任一项，并且还包括下述可选、独立或可组合方面的任一项的特征。本发明的另一方面提供一种用于制造本发明的非锻造辊的工艺，该工艺包括以下步骤:a.提供一种钢成分，其就重量百分比而言包括:0.8 至小于(< )1% 的 C，0.2 0.5%的 Mn，0.2 2.0%的 Si，7.0 13.0%的 Cr，0.6 1.6%的 Mo，大于(>)1.0 3.0%的 V，钢的剩余部分主要是Fe和可能微量的和/或可能不可避免的杂质；在另一些实施例中，本发明的成分如上述成分组合的任一项所述；b.制造铸锭，在凝固区间中在铸锭的工作层(相当于辊的工作层)中维持高于15°C /min的凝固速率；c.将该铸锭锻造成辊；d.通过感应加热使辊硬化；e.以450 530°C的温度对所述辊进行回火以达到780 840HV的硬度；从而获得所述辊(I)的显微组织，其包括:-奥氏体残留比小于(<)5%体积百分比的回火马氏体；和-共晶碳化物小于(<)5 %体积百分比的开放共晶碳化物网；并且其中所述辊⑴呈现出:-780 840HV 的硬度；和—300到_500MPa的内部压缩应力。辊的其它变型包括下述可选、独立或可组合的方面的任一项。根据本发明的工艺，其中，将工作层以及芯部的凝固速率维持在15°C /min 55 °C /min、或 17 °C /min 50 °C /min、或 35°C /min 55 °C /min、或 45°C /min 55。。/min，来制造铸锭。根据本发明的工艺，其中，在凝固区间在铸锭的工作层或表面中维持高于35°C /min的凝固速率,来制造铸锭。
根据本发明的工艺，其中，对于所述铸锭，所述凝固区间为1400 1200°C。根据本发明的工艺，其中，根据凝固速率的预定函数(function)来控制安培电流源(ampere current supply),从而在电洛精炼炉技术工艺中维持预选出的凝固速率,来制
造铸Ι 。一种工艺，其中将铸锭锻造成辊的步骤包括以下步骤:a.将铸锭加热至约850 1100°C或800 1000°C，优选持续约6小时；b.在高于约800°C或高于850°C的温度锻造所述铸锭；c.重复步骤a b，直到所述铸锭形成为具有期望形状和尺寸的辊。一种工艺在锻造步骤后还包括对辊坯施加的初步热处理的步骤，优选至约700 1100°C或800 900°C的温度，可包括氢扩散处理。一种工艺还包括通过渐进感应加热进行表面硬化的步骤，优选在约900 1150°C的温度。一种工艺，其中对辊进行回火的步骤包括以下步骤:d.加热所述辊至约450 530°C或450 520°C，优选3次，e.在各加热步骤之间对所述辊进行空气冷却。—种工艺,还包括对所述棍进行机械加工，以加工(texturing)包含共晶碳化物的白层。本发明的工艺的其它变型包括关于上述辊的化学成分或显微组织的以下可选、独立或可组合的方面的任一项，并且还包括下述可选、独立或可组合方面的任一项的特征。本发明的另一方面提供一种棍的生产过程中的中间产品铸锭，该铸锭包括一种钢成分，该钢成分就重量百分比而言包括:0.8至小于(<)1%的(:，0.2 0.5%的 Mn，
0.2 2.0%的 Si，7.0 13.0%的 Cr，0.6 1.6%的 Mo，大于(>)1.0 3.0%的 V，钢的剩余部分主要是Fe和可能微量的和/或可能不可避免的杂质；并且其中从所述铸锭做出的最终辊的显微组织包括:-奥氏体残留比小于(<)5%体积百分比的回火马氏体；和-共晶碳化物小于(<)5 %体积百分比的开放共晶碳化物网。本发明的中间铸锭的其它变型包括关于上述铸锭的化学成分的以下可选、独立或可组合的方面的任一项，并且还包括下述可选、独立或可组合方面的任一项的特征。本发明的另一方面提供一种本发明的锻造辊的用途，用于冷轧需求高轧制载荷的材料。本发明的另一些实施例提供一种锻造辊的用途，用于例如AHSS钢号等高强度材料的冷轧。根据本发明的锻造辊的用途，用于以下选项:`
-用于镀锡板、片材、硅钢、不锈钢、铝和铜的可逆和不可逆机架、粗轧和精轧机架的冷轧减薄轧机；或-冷轧回火和/或表皮光轧轧机；或-构造为具有加工过或未加工过表面的二辊、四辊和六辊机架的轧机。根据本发明的锻造辊的用作工作辊。本发明的辊适在许多应用中用作无涂层辊。然而，在本发明的另一些方面和实施例中，辊也可设置有涂层，选择来用于任意当前或特定的应用。涂层可以是例如铬涂层。辊也可用于温轧应用。
下面将通过例示一些实施例来进一步描述本发明，其中:图1是本发明的辊的示意图。图2是本发明的辊生产工艺的示意图。图3是本发明的铸锭的示意图。图4示出了本发明的铸锭的制造工艺。图5A 5B示出了使用本发明的生产工艺制成的辊牌号的铸造显微组织。该辊牌号是以其工作层的截面图示出的。图6A 6B示出了使用本发明的生产工艺制成的辊牌号的铸造显微组织。该辊牌号是以其工作层的截面图示出的。图7A 7C示出了使用本发明的生产工艺但是不同之处是使用过低凝固速率制成的辊牌号的铸造显微组织。该辊牌号是以其工作层的截面图示出的。图8示出了本发明的辊生产工艺的凝固速率的第一组示例。图9示出了本发明的辊生产工艺的凝固速率的第二组示例。图1OA IOB示出了使用本发明的生产工艺时在实验室条件下制成的铸锭的铸造显微组织。图1lA IIB示出了使用本发明的生产工艺但使用的Mo含量过高时在实验室条件下制成的铸锭的铸造显微组织。图12是根据本发明进行锻造的示意图。图13A 13C是通过锻造将铸锭形成为本发明的辊的步骤的示意图。图14是以不同频率对本发明的辊进行渐进感应硬化的示意图。图15A 15B不出了标准牌号的棍在表面加工(电火花表面加工)后的表面的显微组织。图15C I 不出了本发明的棍在表面加工(电火花表面加工)后的表面的显微组织。图16A 16D示出了以低铬含量和高钥含量制造辊时生成的辊的有害缺陷。图17A示出了具有开放共晶网的本发明的显微组织的一个实例。图17B示出了具有封闭共晶网的显微组织的示例，其中共晶碳化物200形成共晶团212明显分离的封闭共晶网。图18示出了本发明的辊的表面在电火花表面加工后的显微组织的示例。图19A 19B示出了辊面上4mm深的地方在辊的回火和感应硬化后的辊显微组织。
具体实施方式
`介绍本发明总体涉及重量优选大于400kg、或如用于常见应用的实施例中那样重量大于IOOOkg的锻造辊I。本发明的辊是根据一般步骤本身是已知的但根据本创新概念具体适应成能够生产本发明的辊的锻造辊生产方法生成的。本发明主要涉及重量为400kg 10000kg的辊。本发明的辊的直径2 —般大于200mm,例如为215 800mm，而其筒体8的长度一般为I 3米，且包括颈部10在内的最大长度一般为约6米。辊I具有工作层4，其对应于外层的一部分，一般直径为20_ 120_，取决于具体辊的应用和/或取决于整个辊直径2。通常，辊的直径2的外侧1/6部分6称为辊I的工作层4，见图1。在本文中，铸锭34的直径2的外侧1/6部分6也称为铸锭34的工作层4。制造大锻造辊时存在特殊的问题和挑战，因为形成这些大件辊时涉及到的内应力。直径较小的辊不需相同的处理，因为此时的内应力较低，并且这些辊在硬化期间例如不易爆炸。本发明的辊生产工艺12对制造本发明的尺寸的辊I至关重要。由辊生产工艺12得到本发明的辊的例如低残余内应力等改善的机械性能。为了使所得辊的残余内应力的水平低，必须在通过铸造、锻造、热处理和机械加工的生产工艺的所有阶段使热梯度和同素异形转变引起的内应力最小化。本发明的辊I的显微组织因本发明的化学成分和辊的生产工艺而包括奥氏体残留比低于5%体积百分比的回火马氏体。本发明的辊生产工艺包括以下在图2的流程图中示意性地示出的基本步骤的选集(selection):
14.提供一种钢成分16.制造铸锭3418.将所述铸锭34锻造成辊I20.对所述辊I进行初步热处理22.粗加工所述辊I24.感应硬化所述辊I26.对所述辊I进行回火热处理28.加工所述辊I在各步骤后获得中间产品。选择具体控制参数以及辊的化学成分来生产本发明的辊。辊生产工艺本发明涉及通过包括以下步骤的工艺生成的锻造辊1:a.提供一种钢成分，其就重量百分比而言包括:0.8 至小于(< )I % 的 C，0.2 0.5%的 Mn，0.2 2.0%的 Si，7.0 13.0%的 Cr，0.6 1.6%的 Mo，大于(>)1.0 3.0%的 V，钢的剩余部分主要是Fe和可能微量的和/或可能不可避免的杂质；b.制造铸锭,在凝固区间(interval)在铸锭的工作层中维持高于15°C/min的凝固速率；c.将该铸锭锻造成辊；d.通过感应加热使辊硬化；e.对辊进行回火；从而获得辊I的显微组织，其包括:-奥氏体残留比小于(<)5%体积百分比的回火马氏体；和-共晶碳化物小于(<)5 %体积百分比的开放共晶碳化物网；并且其中辊I呈现出:-大于780HV的硬度；和-绝对值小于-500MPa的内部压缩应力。其中所提供的与本发明所述工艺步骤组合使用的本发明的化学成分在本发明的辊的显微组织中给予本发明的辊以期望的性能。本发明的锻造辊的制造工艺包括以下步骤:步骤14:提供一种钢成分。在本发明的一个实施例中，所述钢成分包括如表I中列举的以重量百分比表示的以下组分所组成或构成的合金。表I中，说明了组分的影响、通过选出的组分获得的本发明的辊的效果、和具体区间。表权利要求
1.一种锻造的辊(I)，包括一种钢成分，该钢成分就重量百分比而言包括: 0.8至小于(<)1%的C，0.2 0.5%的 Mn,0.2 2.0%的 Si，7.0 13.0%的 Cr，0.6 1.6%的 Mo, 大于(>)1.0 3.0%的V， 钢的剩余部分主要是Fe和可能微量的和/或可能不可避免的杂质； 其中所述辊(I)的显微组织包括: -奥氏体残留比小于(< )5%体积百分比的回火马氏体；和 -共晶碳化物小于(< )5% (体积)的开放共晶碳化物网； 并且其中所述辊(I)呈现出: -780 840HV的硬度；和 —300到-500MPa的内部压缩应力。
2.如上述权利要求所述的辊，其中，所述开放共晶碳化物网界定出晶团状模样的共晶 团。
3.如上述权利要求中任一项所述的辊，其中，所述开放共晶碳化物网包括枝晶臂。
4.如上述权利要求中任一项所述的辊，其中，所述显微组织至少存在于所述辊的工作层中。
5.如上述权利要求中任一项所述的辊，其钢成分就重量百分比而言组成如下: 0.8至小于(<)1%的C，0.2 0.5%的 Mn,0.2 2.0%的 Si，7.0 13.0%的 Cr，0.6 1.6%的 Mo, 大于(>)1.0 3.0%的V， 小于(< )0.015%的P，和 小于(< )0.015%的S，和 小于(< )1%的Ni 小于(< )30ppm的O2,和 小于(< )IOOppm的N2,和 小于(< )3ppm的H2 小于(< )2%的W，和 小于(< )I %的Nb,和 小于(< )1%的Ti，和 小于(< )0.5%的Ta，和 小于(< )0.5%的 Zr, 钢的剩余部分主要是Fe和可能微量的和/或可能不可避免的杂质。
6.如上述权利要求中任一项所述的辊，其中，所述钢成分中的C含量就重量百分比而言占整个辊重的0.8 0.99%。
7.如上述权利要求中任一项所述的辊，其中，所述钢成分中的C含量就重量百分比而言占整个辊重的0.85 0.9%。
8.如上述权利要求中任一项所述的辊，其中，所述钢成分中的Mn含量就重量百分比而言占整个辊重的0.4 0.5%。
9.如上述权利要求中任一项所述的辊，其中，所述钢成分中的Si含量就重量百分比而言占整个辊重的0.2 1.5%。
10.如上述权利要求中任一项所述的辊，其中，所述钢成分中的Si含量就重量百分比而言占整个辊重的0.85 1.15%。
11.如上述权利要求中任一项所述的辊，其中，所述钢成分中的Cr含量就重量百分比而言占整个辊重的7.0 11%。
12.如上述权利要求中任一项所述的辊，其中，所述钢成分中的Cr含量就重量百分比而言占整个辊重的7.3 小于(<)8.0%。
13.如上述权利要求中任一项所述的辊，其中，所述钢成分中的Mo含量就重量百分比而言占整个辊重的1.45 1.55%。
14.如上述权利要求中任一项所述的辊，其中，所述钢成分中的Ni含量就重量百分比而言占整个辊重的小于(< )0.3。
15.如上述权利要求中任一项所述的辊，其中，所述钢成分中的V含量就重量百分比而言占整个辊重的1.3 2.1%。
16.如上述权利要求中任一项所述的辊，其中，所述钢成分中的V含量就重量百分比而言占整个辊重的1.3 1.6%。
17.如上述权利要求中任一项所述的辊，其中，所述钢成分就重量百分比而言组分如下: 0.8 0.99%的 C，和 0.4 0.5%的 Mn，和 0.2 1.5%的 Si，和 7.0 11%的Cr，和 0.6 1.6%的 Mo，和 小于(<)1.0的Ni，和 1.0 2.1%的V，和 小于(< )0.015%的P，和 小于(< )0.015%的S，和 小于(< )30ppm的O2,和 小于(< )IOOppm的N2,和 小于(< )3ppm的H2,和 辊的剩余部分主要是Fe和可能微量的和/或可能不可避免的杂质。
18.如上述权利要求中任一项所述的辊，其中，所述钢成分就重量百分比而言组分如下: ·0.85 0.9%的 C，和· 0.4 0.5%的 Mn，和 · 0.85 1.15%的 Si，和 · 7.3 小于(< )8.0%的Cr，和 · 1.45 1.55% 的 Mo，和小于(<)0.3的Ni，和 · 1.3 1.6%的V，和 小于(< )0.015%的P，和 小于(< )0.015%的S，和 小于(< )30ppm的O2,和小于(< )IOOppm的N2,和小于(< )3ppm的H2,和 辊的剩余部分主要是Fe和可能微量的和/或可能不可避免的杂质。
19.如上述权利要求中任一项所述的辊，进一步构造成用作冷轧中的工作辊。
20.如上述权利要求中任一项所述的辊，进一步具有大于400kg的重量。
21.如上述权利要求中任一项所述的辊，进一步具有215 800mm范围内的直径。
22.一种用于制造非锻造辊的工艺，包括以下步骤: a.提供一种钢成分，其就重量百分比而言包括: ·0.8至小于(<)1%的C， · 0.2 0.5%的 Mn, · 0.2 2.0%的 Si， · 7.0 13.0%的 Cr， · 0.6 1.6%的 Mo, 大于(>)1.0 3.0%的V， 钢的剩余部分主要是Fe和可能微量的和/或可能不可避免的杂质； b.制造铸锭，在凝固区间中在铸锭的工作层中维持高于15°C/min的凝固速率； c.将该铸锭锻造成辊； d.通过感应加热使辊硬化； e.以450 530°C的温度对所述辊进行回火以达到780 840HV的硬度； 从而获得所述辊(I)的显微组织，其包括: -奥氏体残留比小于(< )5%体积百分比的回火马氏体；和 -共晶碳化物小于(<)5%体积百分比的开放共晶碳化物网； 并且其中所述辊(I)呈现出: -780 840HV的硬度；和 —300到-500MPa的内部压缩应力。
23.如权利要求22所述的工艺，其中，将工作层以及芯部的凝固速率维持在15°C/min 55°C /min、或 17 °C /min 50 °C /min、或 35 °C /min 55 °C /min、或 45 °C /min ·550C /min，来制造铸锭。
24.如权利要求22-23中任一项所述的工艺，其中，在凝固区间在铸锭的工作层中维持高于35 °C /min的凝固速率，来制造铸锭。
25.如权利要求22-24中任一项所述的工艺，其中，对于所述铸锭，所述凝固区间为1400 1200。。。
26.如权利要求22-25中任一项所述的工艺，其中，通过根据凝固速率的预定函数控制安培电流源，在电渣精炼炉技术工艺中维持预选出的凝固速率，从而制造铸锭。
27.如权利要求22-26中任一项所述的工艺，其中，将铸锭锻造成辊的步骤包括以下步骤: a.将铸锭加热至800 1200°C或850 1100°C，优选持续约6小时； b.在高于800°C或高于850°C的温度锻造所述铸锭； c.重复步骤a b，直到所述铸锭形成为具有期望形状和尺寸的辊。
28.如权利要求22-27中任一项所述的工艺，在锻造步骤后还包括初步热处理的步骤，优选至700 1100°C或800 900°C的温度，可包括氢扩散处理。
29.如权利要求22-29中任一项所述的工艺，其中，对辊进行回火的步骤包括以下步骤: a.加热所述辊至约450 530°C，优选3次， b.在各加热步骤之间对所述辊进行空气冷却。
30.如权利要求22-29中任一项所述的工艺，还包括对所述辊进行机械加工，以加工包含共晶碳化物的白层。
31.如权利要求30中任一项所述的工艺，其中，所述白层中的共晶碳化物是从M7C3中选出的。
32.如权利要求22-31中任一项所述的工艺，还包括权利要求1-21中任一项的特征。
33.一种锻造的辊(I)，由包括以下步骤的工艺生成: a.提供一种钢成分，其就重量百分比而言包括:0.8至小于(<)1%的C，0.2 0.5%的 Mn, 0.2 2.0%的 Si， 7.0 13.0%的 Cr 0.6 1.6%的 Mo, 大于(>)1.0 3.0%的V， 钢的剩余部分主要是Fe和可能微量的和/或可能不可避免的杂质；b.制造铸锭，在凝固区间中在铸锭的工作层中维持高于15°C/min的凝固速率； c.将该铸锭锻造成辊； d.通过感应加热使辊硬化； e.对辊进行回火； 从而获得所述辊(I)的显微组织，其包括: -奥氏体残留比小于(< )5%体积百分比的回火马氏体；和 -共晶碳化物小于(<)5%体积百分比的开放共晶碳化物网； 并且其中所述辊(I)呈现出: -780 840HV的硬度；和 —300到-500MPa的内部压缩应力。
34.如权利要求33所述的辊，还包括权利要求1-32中任一项的特征。
35.一种如上述权利要求1-34中任一项所述的辊的生产过程中的中间产品铸锭，包括一种钢成分，该钢成分就重量百分比而言包括: 0.8至小于(<)1%的C，0.2 0.5%的 Mn,0.2 2.0%的 Si，7.0 13.0%的 Cr，0.6 1.6%的 Mo, 大于(>)1.0 3.0%的V， 钢的剩余部分主要是Fe和可能微量的和/或可能不可避免的杂质； 并且其中从所述铸锭做出的最终辊的显微组织包括: -奥氏体残留比小于(< )5%体积百分比的回火马氏体；和 -共晶碳化物小于(<)5%体积 百分比的开放共晶碳化物网。
36.如上一权利要求所述的中间产品铸锭，还包括权利要求1-34中任一项的特征。
37.如权利要求1-21或33-34中任一项所述的辊的用途，用于需求高轧制载荷的材料的冷轧。
38.如权利要求1-21或33-34中任一项所述的辊的用途，用于例如AHSS钢号等高强度材料的冷轧。
39.如权利要求1-21或33-34中任一项所述的辊的用途，用于: -用于镀锡板、片材、硅钢、不锈钢、铝和铜的可逆和不可逆机架、粗轧和精轧机架的冷轧减薄轧机；或 -冷轧回火和/或表皮光轧轧机；或 -构造为具有加工过或未加工过表面的二辊、四辊和六辊机架的轧机。
40.如权利要求1-21或33-34中任一项所述的辊的用途，用作工作辊。
41.如上述权利要求中任一项所述的:辊、工艺所生产的辊、辊的生产工艺、和/或辊的用途，其中所述辊无涂层。
42.如上述权利要求中任一项所述的:辊、工艺所生产的辊、辊的生产工艺、和/或辊的用途，其中所述辊涂覆有可选的涂层，例如铬涂层。
全文摘要
本发明总体涉及锻造辊的领域以及锻造辊的生产。更具体地，本发明涉及用于冷轧工业的锻造辊。本发明涉及用于冷轧工业的锻造辊和生产这种辊的方法。所述锻造辊包括一种钢成分和显微组织，其包括奥氏体残留比小于(＜)5％体积百分比的回火马氏体；和共晶碳化物小于(＜)5％体积百分比的开放共晶碳化物网；并且其中所述辊呈现出780～840HV的硬度；和绝对值为-300到-500MPa的内部压缩应力。
文档编号C22C38/24GK103108975SQ201180000136
公开日2013年5月15日 申请日期2011年3月4日 优先权日2011年3月4日
发明者克劳德.加斯帕德, 凯瑟琳.沃格尼, 丹尼尔.巴塔齐 申请人:奥克什公司