WALZEN IRLE材料综述
钢铁工业
下列材料索引代表WALZEN IRLE专有的钢铁工业轧辊材料。
这些材料经过了180多年的经验检验，且在所有冶金工业轧机应用中得到成功使用。
下述轧辊材料的稳定性，表面硬度以及耐磨性能可根据具体的轧制条件，做出相应的调整。
K — 冷硬铸铁 - 单体浇铸
K — 冷硬铸铁 - 复合材质铸造
I — 无限冷硬 - 复合铸造
SP — 单体铸造和复合材质铸造
SA — 单体铸造和复合材质铸造
SP/A H — 单体铸造
CR — 高铬铁
ST — 铸钢
STG — 石墨铸钢
SST — 特殊钢
K — 冷硬铸铁 - 单体浇铸
微观结构和主要性状
单体浇铸冷硬铸铁轧辊包括一层包含白口单体雪明碳铁和金属基体的淬硬层。根据轧辊直径不同，可用冷硬层的厚度最大可达20毫米。轧辊的辊心材料是灰口铁，主要包含带有片状石墨的珠光体。在外部冷硬层和内核之间的中间层是麻口铁区，包含灰口和白口的固结微观结构。
冷硬铸铁的表面硬度和耐磨性能由微观结构中的莱氏体含量和基体结构决定。珠光体、贝氏体或马氏体基体可通过使用特殊合金元素获得。表面硬度和耐磨性能的增加会导致耐热性能和机械性能的下降。质量等级K30描述了微观结构中渗碳体的比例。
典型应用:
型钢轧机
- 线材、棒材和小型型钢轧机的中轧和精轧机架轧辊
- 矫直辊
- 管材生产用张力减径机轧辊
带钢轧机
用于以下轧机的工作辊
- 二辊式和三辊式薄板轧机，特别用于轧制工具钢和不锈钢板。
K — 冷硬铸铁 - 复合材质浇铸
微观结构和主要性状
复合材质浇铸冷硬铸铁轧辊包括一层坚硬的白口单体雪明碳铁 (莱氏体) 和金属基体，其表面硬度和耐磨性能由基体中渗碳体含量和金属基体构成形式来决定。
珠光体、贝氏体或马氏体基体可通过使用特殊合金元素获得。表面硬度和耐磨性能的增加会导致耐热性能和机械性能的下降。
质量等级K30描述了微观结构中渗碳体的比例。
根据使用的程度，可以对复合材质浇铸轧辊耐磨涂层的厚度进行调整。复合浇铸轧辊的芯部和辊颈材质包括灰口铸铁 (G) 或球墨铸铁 (S)。
轧辊的强度和抗弯强度可根据不同工况条件进行调整。
典型应用:
型钢轧机
- 线材、棒材和小型型钢轧机的中轧和精轧机轧辊
- 型钢矫直辊
- 管材生产用张力减径机轧辊
带钢轧机
用于以下轧机的工作辊
- 用于以下轧机的工作辊
I — 无限冷硬-复合浇铸
微观结构和主要性状
无限冷硬轧辊的重要特性是微观结构由表面向核心延伸。
微观结构成分中，渗碳体和石墨以细胞状垂直于辊面排列。
从辊身到辊芯，石墨比例不断增加；游离渗碳体比例不断减少。
无限冷硬轧辊的金属基本基体由硬度范围340至540 HV的珠光体或贝氏体构成。由于特殊的基体以及从辊身到芯部的硬度递减，无限冷硬轧辊的表面硬度可达540 HV，适于深口径的压下轧制。
表面硬度最高达540 HV的无限冷硬轧辊主要采用单体浇铸。
如果有高耐磨性和高机械负荷或高热负荷的要求，无限冷硬轧辊可以采用静模浇铸，或离心铸造 (芯部材料为灰口铸铁或球墨铸铁)。
典型应用:
型钢轧机
- 中型型钢轧机的中轧和精轧工作辊
- 线材和小型型钢轧机的粗轧和中轧机工作辊
- 管材矫直辊
- 线材、棒材和轻型型钢的中轧和精轧机轧辊
带钢轧机
带钢轧机主要需求复合浇铸无限冷硬轧辊。
用于以下轧机的工作辊:
- 中厚板轧机
- 二辊式和三辊式薄板轧机
- 宽带钢热轧机精轧 (F4-F7) 机架
- 中厚板轧机和炉卷轧机的粗轧和精轧机架
- 二辊式和三辊式薄板轧机
- 热、冷轧带钢平整机
- 中厚板轧机的精轧机架
- 炉卷轧机的精轧机架
- 中窄带钢热轧机精轧机架
- 热轧带钢平整机架
用于以下用途的支撑辊
- 冷轧带钢平整机架
SP — 球墨铸铁-珠光体，单体浇铸和复合浇铸
微观结构和主要性状
球墨铸铁轧辊中的石墨呈现为球状固结，与片状石墨相比，这种结构使得材料的机械强度和延展性明显增强。
除球墨外，根据耐磨性的要求，在微观结构中还有含量不等的渗碳体。
从辊身到辊芯，渗碳体含量不断减少；球墨含量不断增加。
球墨铸铁轧辊主要采用单体浇铸制造。
如果有高耐磨性和高机械负荷或高热负荷的要求，无限冷硬轧辊可以采用静模浇铸，或离心铸造 (芯部材料为高强度球墨铸铁)。
典型应用:
型钢轧机
- 方坯，大方坯轧机
- 线材、棒材和小型型钢轧机的粗轧和精轧机架
- 中型和重型型钢轧机机的中轧和精轧机架
带钢轧机
用于以下轧机的工作轧辊
- 窄带和中带热轧机粗轧和中轧机架
SA — 球墨铸铁-针状，单体浇铸和复合浇铸
微观结构和主要性状
球墨铸铁轧辊中的石墨呈现为球状固结，与片状石墨相比，这种结构使得材料的机械强度和延展性明显增强。
除球墨外，根据耐磨性的要求，在微观结构中还可发现含量不等的渗碳体。从辊身到辊核，渗碳体含量不断减少；球墨含量不断增加。
SA-球墨铸铁轧辊针状结构中有金属基体。与珠光体相比，受镍、钼合金成分调节的针状基体结构比珠光体结构有更高的抗拉强度和耐磨性。为满足不同工况的要求，可通过回火或启动退火来进一步优化调整这种材料的硬度、抗拉强度和粘性。如果有高耐磨性及高机械负载或耐热性要求，可采用静模浇铸或离心铸造复合浇铸手段生产此类材质轧辊。
典型应用:
型钢轧机
- 线材、棒材和小型型钢轧机中轧和精轧机架
- 高线轧机用轧辊
- 中型和重型型钢轧机精轧机架
带钢轧机
用于以下轧机的工作辊
- 窄带和中带热轧机粗轧和中轧机架
SP/A H — 球墨铸铁，退火，单体浇铸
微观结构和主要性状
球墨铸铁轧辊中的石墨呈现为球状固结，与片状灰墨相比，这种结构使得材料的机械强度和延展性明显增强。
除球墨外，根据工况所需的耐磨性要求，在微观结构中还可发现含量不等的渗碳体。基体可以是铁素体/珠光体、珠光体或贝氏体。
通过对SP/A-280H、-320H、-360H和-400H材质采用特殊的退火工艺，可有效提高上述材料的延展性和耐热性。
热处理后会在整个轧辊断面形成统一的基体，径向硬度降低很少。
SP/A-280H、-320H、-360H和-400H的球墨铸铁轧辊可以在预校验条件进行退火，以制造较大辊型的轧辊。这意味着轧辊表面的残余应力在深度压下轧制的情况下还可以保持得比较好，从而防止裂纹产生。
典型应用:
型钢轧机
- 方坯、大方坯轧机
- 重型和中型型钢轧机粗轧机架
- 半成品轧机粗轧、中轧和精轧机架
- 线材、棒材和小型型钢轧机粗轧机架
带钢轧机
- 带钢热轧立辊轧机
CR — 高铬钢-高铬铁
微观结构和主要性状
在这种耐磨含铬铸造铁合金的微观结构中，包含富铬的共晶碳化物 (类别M7C3或M23C6)，存在于二次碳化物精细分布的珠光体或马氏体基体中。
由于铬碳化物的特殊结构，铬铸材料的机械强度和延展性远比其它碳化材料高得多。
这种材料还具有包括较高的抗压能力和耐热性能。铬辊材料中铬碳化物的含量变化范围很广。铬碳化物含量增加时，耐磨性增强，而延展性和机械强度下降。质量等级CR5描述了共晶铬碳化物在微观结构中的比例。通过使用适宜的热处理方式，视铬碳化物含量的多少，该材料表面硬度最高可达700 HV。
可用层的硬度下降很小。
用于带钢轧机时，含铬轧辊辊芯材质为灰口铸铁或球墨铸铁，只通过离心复合铸造生产。用于型钢轧机时，含铬轧辊为单体浇铸。
典型应用:
型钢轧机
- 轻型和中型型钢轧机粗轧、中轧和精轧机架
- 矫直管材和棒材用轧辊
- 管材成形轧辊
- 管材定径轧辊
带钢轧机
用于以下用途的工作轧辊
- 宽幅带钢热轧机精轧 (F1-F4) 机架
- 炉卷轧机精轧机架
- 中厚板轧机精轧机架
- 宽幅带钢热轧机粗轧和中轧机架
- 炉卷轧机粗轧机架
- 中厚板轧机粗轧机架
- 中幅和窄幅带钢热轧机粗轧和精轧机架
- 平整机
- 二辊式和三辊式带钢轧机
ST — 铸钢
微观结构和主要性状
根据化学成分和热处理的不同，铸钢轧辊材质构成为珠光体或贝氏体基体。主要的合金元素包括铬、镍、钼、钒和钨，各种元素在合金中的比例视其应用有所不同。
ST-0描述的是碳含量<0,8 %的近共析材料到共析材料。
这些材料的特点是具有很高的强度和很高的抗断裂强度。
铸钢轧辊的表面温度主要受热处理类型和化学成分的类型影响，范围在180到420 HV之间。
工作层内部硬度下降十分小，几乎可以忽略不计。
为了制造更大辊型的铸钢轧辊，可在预校验条件下对其进行退火。这意味着轧辊表面的残余应力在深度压下轧制的情况下还可以保持得比较好，从而防止裂纹产生。此外，这种特殊的退火工序使硬度损失更低，因此直到轧辊的直径方向末端都有良好的耐磨性能。
典型应用:
型钢轧机
- 方坯大方坯轧机机架
- 重型型钢轧机粗、中、精轧机架
- 线材和小型型钢轧机粗轧和中轧机架
- 深压下特殊型钢轧机精轧机架
- 钢坯和半成品轧机机架
- 中型和重型型钢轧机中轧和精轧机架
- 小型型钢轧机中轧和精轧机架
- 万能轧机的卧式和立式轧辊
- 型钢轧机轧边机座架
- 皮尔格式轧管机轧辊
带钢轧机
- 带钢热轧机立辊机架
用于以下轧机的支撑辊
- 中幅和窄幅带钢热轧机粗轧和精轧机架
根据外形尺寸，可提供可作为单一材质浇铸或复合浇铸的轧辊。
STG — 石墨铸钢
微观结构和主要性状
石墨铸钢轧辊应用了过共析材料 (根据其碳含量)。
通过对铸钢做特殊处理，一部分碳被释放并结晶为游离石墨。
主要采用的合金元素包括硅、铬、锰、镍和钼，各种元素在合金中的比例视其应用有所不同。
石墨铸钢轧辊STGO的基体包含珠光基体，而碳化物和石墨的最大含量为5%。
碳化物和石墨的比例可以通过调整化学成分和改变热处理类型来调节，以满足材料和应用所要求的耐热性和耐磨性要求。
与无石墨轧辊相比，石墨铸钢轧辊的特点如下:
- 高抗热裂性能
- 良好的耐磨性
- 良好的表面条件
石墨铸钢轧辊的优良材料性能还可通过在预校验条件下退火得到进一步加强。这意味着轧辊表面的残余应力在深度压下轧制的情况下还可以保持得比较好，从而防止裂纹产生。此外，这种特殊的退火工序使硬度损失更低，因此直到轧辊直径方向末端仍有良好的耐磨性能。
STGO轧辊的表面硬度可调节范围是180至380 HV。
典型应用:
型钢轧机
- 方坯大方坯轧机机架
- 重型型钢轧机粗轧和中轧机架
- 中型和重型型钢轧机精轧和中轧机架
- 钢轨轧机精轧和中轧机架
- 特殊型钢轧机精轧机架
- 钢坯和半成品轧机机架
- 中型和重型型钢轧机精轧和中精轧机架
- 万能轧机的卧式、立式和立辊轧机机架
- 线材和小型型钢轧机的粗轧和中轧机架
带钢轧机
用于以下用途的工作轧辊
- 带钢热轧机粗轧机架
- 带钢热轧机立辊轧机机架
SST — 特殊钢
微观结构和主要性状
SST合金材料应用了高速钢 (HSS)。采用的合金元素主要包括碳、铬、钒、钨和锰。对基本马氏体进行最精密的热处理后，在这些材料的基体中可见精细分布的碳化钒 (VC)、碳化二钼 (Mo2C)、碳化二钨 (W2C) 和混合碳化物 (M6C)。这些特殊碳化物的特点是有极高的硬度 (可达3000 HV)，因而具有很高的耐磨损性。
SST材料的其他优良性能还有：
- 良好的回火性能 (可达550°C)
- 良好的热稳定性
- 整个可用部位硬度一致
- 因为磨损极小和很好的表面结构，能够显著改善产品的外形精度。
与通常所用材料相比，使用SST材料可以使轧辊的性能成倍提升 (最多可提升六倍)。
典型应用:
型钢轧机*
- 轻型和中型型钢轧机的中精和精轧机架
- 线材轧机的中精和精轧机架
- 万能机架的卧式轧辊环
带钢轧机**
用于以下用途的工作轧辊
- 宽幅带钢热轧机粗轧机架
- 宽幅带钢热轧机精轧机架 (F1-F4)
- 中幅和窄幅带钢热轧机粗轧机架和精轧前部机架
* 型钢轧机：根据机械负荷，我们推荐使用芯部材料为球墨铸铁 (S) 的离心铸造复合轧辊 (C)；或使用夹装有单铸高速钢材质辊环的轧辊。
** 我们为带钢轧机提供芯部材料为球墨铸铁 (S) 的离心铸造 (C) SST工作辊。
