离心铸造制热轧用复合辊的利记博彩app
【技术领域】
[0001] 本发明涉及在耐磨耗性、抗咬合性和抗事故性优异的外层和韧性优异的轴芯部之 间介入中间层而一体化的离心铸造制热乳用复合辊，特别是涉及薄钢板的带钢热乳机的终 乳用工作辊所适合的离心铸造制热乳用复合辊。
【背景技术】
[0002] 由连续铸造等制造的厚度数百_的加热板坯，被具有粗乳机和终乳机的带钢热 乳机乳制成数mm~数十mm厚的钢板。终乳机通常是串列配置5~7个机架的四重式乳机。 7个机架的终乳机时，从第一机架到第三机架称为前段机架，从第四机架至第七机架称为后 段机架。
[0003] 用于这样的带钢热乳机的工作辊，因为与热薄板接触，所以由于热量和机械性的 乳制负荷导致在外层表面产生的磨耗、粗糙、热裂缝等的损伤发生。因此，要在磨削除去这 些损伤之后，工作辊才能再度供乳制使用。乳辊外层的表层部的损伤的磨削除去称为"修 磨"。工作辊从初始直径经过修磨，直到可供乳制使用的最小直径（废弃直径）后，便被废 弃。从初始直径至废弃直径被称为乳制有效直径。在乳制有效直径下，热乳用辊为了防止 热裂缝这种大的表面损伤，期望外层具有优异的耐磨耗性、抗咬合性和抗事故性。
[0004] 在修磨中，有用于除去通常的因乳制磨耗造成的表面损伤的轻度修磨，和用于除 去因乳制事故造成的表面损伤的重度修磨。特别是在后段的最终机架上，容易发生被称为 "卡钢（絞*9込办）"的乳制事故，其是指折叠或断开的乳制钢板重叠被乳制。若这样的事 故发生，则乳辊表面局部性地遭受强压，钢板咬合在辊表面，因此在高热和高负荷下造成裂 纹，并容易进展。特别是在乳制事故中发生的裂纹大多都极深。因此，热乳用辊不仅要求因 乳制造成的磨耗少（具有优异的耐磨耗性），还要求即使在乳制事故中也难以发生咬合（具 有优异的抗咬合性），裂纹的进展少（具有优异的抗事故性）。
[0005] 作为如此要求有优异的耐磨耗性、抗咬合性和抗事故性的带钢热乳机的最终后段 机架用的工作辊，提出有一种为了使耐磨耗性提高，而在抗咬合性良好的高合金麻口细晶 铸铁（高合金Yb>铸鉄：highalloygraincastiron)中添加Mo、V等的硬质碳化物形 成元素，以此合金作为外层材料的复合辊。
[0006] 例如，日本特开2005-105296号，公开有一种耐磨耗性和耐粗糙性优异的热乳用 辊外层，其具有如下组成：以质量％计，含有C:2. 5~3. 5%、Si:1. 0~2. 5%、Mn:0. 3~ 1%、Ni:3 ~5%、Cr:1. 5 ~2. 5%、Mo:1. 0 ~4%、V:1. 4 ~3. 0%、Nb:0? 1 ~0? 5%、 B:0. 0005~0. 2%，余量由Fe和不可避免的杂质构成，并具有如下组织：至少在基体的一 部分中，含有最大长度：〇. 1~5ym的微细碳化物50000~1000000个/mm2。日本特开 2005-105296号记述，利用MC碳化物使麻口细晶镍铸铁乳辊（Ni欠U> 口一;1/ )的耐磨耗 性提高时，为了防止粗糙而在基体中使二次碳化物析出，为此优选进行800~950°C的淬 火。但是，从这样的淬火处理至冷却的过程中，乳辊表面与内部产生温差，在乳辊表面侧附 加有压缩残余应力。该应力与外层的相变膨胀形成的压缩残余应力重叠，乳辊表面的压缩 残余应力变得非常高。若压缩残余应力如此高，则裂纹容易发生。
[0007] 另外，日本特开2004-82209号公开有一种离心铸造制热乳用复合辊，其外壳层的 化学成分以质量比计，C:3. 0 ~4. 0%、Si:0? 8 ~2. 5%、Mn:0? 2 ~I. 2%、Ni:3. 0 ~5. 0%、 Cr:0.5~2.5%、Mo:0? 1~3.0%、V:1. 0~5.0%，余量由Fe和不可避免的杂质构成，轴 芯部由含有C:2. 5~4.0 %的普通铸铁或球状石墨铸铁形成，外壳层的厚度（T)与轴芯部 的半径（R)满足〇. 03彡T/R彡0. 5的关系。该复合辊具有抗咬合性和耐磨耗性，并且可防 止制造时的严重裂纹（大根割札）和使用时的剥落（爹少剥(f)。但是，作为热处理只进行 430°C的回火处理，因此辊外层的硬度不充分，因此耐磨耗性也差。
[0008] 日本特开2002-88444号公开有一种复合辊，其由耐磨耗铸铁所形成的外层，和熔 敷于外层的内周面的中间层，和熔敷于中间层的内周面的轴芯部构成，所述外层的化学组 成以重量％计，由C:1. 0 ~3. 0%，Si:0? 1 ~2. 0%，Mn:0? 1 ~2. 0%，Ni:0? 1 ~4. 5%， Cr:3. 0 ~10. 0%，M〇 :0? 1 ~9. 0%，W:1. 5 ~10. 0%，V和 / 或Nb:合计 3. 0 ~10. 0%，和 余量实质上的Fe构成，所述中间层的化学组成以重量％计，由C:1. 0~2. 5%，Si:0. 2~ 3. 0%，Mn:0? 2~L5%，Ni:4. 0% 以下，Cr:4. 0% 以下，Mo:4. 0% 以下，W和 / 或V:合计 12%以下，W、V和Nb的至少一种：合计12%以下，和余量实质上的Fe构成，所述轴芯部由 片状石墨铸铁、球状石墨铸铁或石墨钢构成。但是，因为外层含有非常多的Cr，达3. 0~ 10.0%，所以石墨难以晶化，抗咬合性和断裂韧性差。另外，Cr碳化物（M7C3,M23C6等）的结 晶导致断裂韧性低。若断裂韧性低，则乳制事故中发生的裂纹容易进展。
[0009] 日本特开平09-170041号公开有一种离心铸造制辊，其是使石墨钢的中间层介于 含有石墨的外层和延性铸铁制轴芯之间而熔敷一体化的离心铸造制辊，所述外层，含有C: 2. 5 ~4. 7%、Si:0? 8 ~3. 2%、Mn:0? 1 ~2. 0%、Cr:0? 4~L9%、Mo:0? 6 ~5. 0%、V: 3.0 ~10.0%、和Nb:0.6 ~7.0%，并且满足下式（1)~（4) :2.0+0. 15V+0.IONb彡C(%)... (I)，I. 1彡Mo/Cr…（2)，Nb/V彡0? 8... (3)，和0? 2彡Nb/V…（4)，余量由Fe和不可避免的 杂质构成，所述轴芯，含有C:2. 8~3. 8%、Si:2. 0~3. 0%、Mn:0? 3~I. 0%、P:0? 10%以 下、S:0? 04%以下、Ni:0? 3~2. 0%、Cr:1. 5%以下、和Mo:1. 0%以下，余量由Fe和不可 避免的杂质构成，所述中间层，含有C:1. 0~2. 0%、Si:1. 6~2. 4%、Mn:0? 2~I. 0%、P: 0? 05% 以下、S:0? 03% 以下、Ni:0? 1 ~3. 5%、Cr:1. 5% 以下、和Mo:0? 1 ~0? 8%，余量由 Fe和不可避免的杂质构成。但是，石墨钢的中间层的情况存在这样的问题，因为中间层的凝 固开始温度比外层高，所以在外层或中间层容易发生缩孔等的铸造缺陷。
【发明内容】
[0010] 因此本发明的目的在于，提供一种耐磨耗性和抗咬合性优异，因具有高断裂韧性 值而抗事故性优异，并且外层、中间层和轴芯部的熔敷良好，此外在外层内部贝氏体和/或 马氏体的枝晶的斑点状偏析少，外层组织的半径方向均质性优异，适合带钢热乳机的最终 后段用工作辊的离心铸造制热乳用复合辊。
[0011] 本发明的离心铸造制热乳用复合辊，其特征在于，由如下构成：(a)由具有以下 化学组成和组织的铸铁构成的外层，其化学组成为，以质量基准计，含有C:2. 5~3. 5%、 Si:1. 3 ~2. 4%、Mn:0? 2 ~1. 5%、Ni:3. 5 ~5. 0%、Cr:0? 8 ~1. 5%、Mo:2. 5 ~5. 0%、 V:1. 8~4. 0%、和Nb:0. 2~1. 5%，余量由Fe和不可避免的杂质构成，Nb/V的质量比为 0? 1~0? 7,Mo/V的质量比为0? 7~2. 5,并且满足2. 5彡V+l. 2Nb彡5. 5的条件，其组织 为，以面积基准计，具有0.3~10%的石墨相；(b)轴芯部，其由铁素体面积率为35%以下 的延性铸铁构成；（c)铸铁制中间层。
[0012] 优选在所述中间层内与轴芯部的边界部附近的V和Nb的合计量，是所述外层的废 弃直径的V和Nb的合计量的70%以下，并且在所述中间层内与轴芯部的边界部附近的Cr 含量，是所述外层的废弃直径的Cr含量的80%以上。
[0013] 所述外层也可以还含有W:0? 1~5. 0%。
[0014] 优选所述外层的化学组成，满足下式（1)~（3)的条件：
[0015]Si彡 3. 2/ [0? 283 (C-0. 2V-0. 13Nb) +0? 62]…（1)，
[0016](C-0. 2V-0. 13Nb) + (Cr+Mo+0. 5W)彡 9. 5…（2)，和
[0017] L5 彡Mo+0. 5W彡 5. 5... (3)
[0018] 所述外层以质量基准计，也可以含有从Ti:0.003~5.0%、A1 :0.01~2.0%、Zr: 0? 01~0? 5%、B:0? 001~0? 5%和Co:0? 1~10. 0%所构成的群中选择的至少一种。
[0019] 优选所述外层的基体具有560以上的维氏硬度。
[0020] 优选乳辊轴向中央的所述外层表面的圆周方向压缩残余应力以废弃直径计为 150 ~500MPa。
[0021] 优选所述外层的断裂韧性值KkS18. 5MPa?m1/2以上。
[0022] 优选所述外层的基体中的Si含量为3. 2质量％以下。
[0023] 本发明的离心铸造制复合乳辊，不仅耐磨耗性和抗咬合性优异，而且因为具有高 断裂韧性值，所以抗事故性也优异，并且外层、中间层和轴芯部的熔敷良好。此外，外层内部 贝氏体和/或马氏体的枝晶的斑点状偏析少，外层组织的半径方向均质性优异。均质性差 时，因为碳化物量少的枝晶的斑点状偏析比周围的组织优先磨耗，并且磨耗部分被斑点状 地转印到乳制材上，所以使乳制制品的品质劣化。若使用均质性优异的本发明的离心铸造 制复合乳辊，则能够防止这样的乳制制品的品质的劣化。
【附图说明】
[0024] 图1是表示相当于基体组成的合金的Si含量与断裂韧性值1^的关系的图解。
[0025] 图2是表示乳制磨耗试验机的概略图。
[0026] 图3是表示摩擦热冲击试验机的概略图。
[0027] 图4-1是概略性地表示中间层与轴芯部的边界部邻域的Cr、V和Nb的分布的图 解。
[0028] 图4-2是表示根据Cr的分布决定边界部的方法的图解。
[0029] 图4-3是表示中间层与轴芯部的边界部附近的局部放大剖面图，表示在中间层内 与轴芯部的边界部附近的V和Nb的合计量和Cr的含量的定义的局部放大剖面图。
[0030] 图5-1是表示实施例8的中间层邻域的Cr、V和Nb的分布的图解。
[0031 ] 图5-2是表示实施例9的中间层邻域的Cr、V和Nb的分布的图解。
[0032] 图6是表示实施例1的外层的金属组织的显微镜照片。
[0033] 图7是表示断裂韧性值测量用试验片的概略正视图。
【具体实施方式】
[0034] 以下详细地说明本发明的实施方式，本发明不受其限定，在不脱离本发明的技术 的思想的范围内也可以进行各种变更。除非特别指出，否则仅记述为" ％"时意思是"质 量％"。
[0035] [1]离心铸造制热乳用复合辊的构成
[0036] (A)外层
[0037] (1)组成
[0038] (i)必须组成
[0039] (a)C:2. 5 ~3. 5 质量％
[0040] C与V、Nb、Cr、Mo和W结合而生成硬质的碳化物，有助于耐磨耗性的提高。另外借 助Si和Ni等的石墨化促进元素而在组织中作为石墨晶化，因此赋予外层以抗咬合性，并且 使外层的韧性提高。C低于2. 5质量％时，不仅石墨的晶化不充分，而且硬质的碳化物的晶 化量过少，不能赋予外层以充分的耐磨耗性。此外，C低于2. 5质量％时，从奥氏体晶化到 共晶碳化物晶化的温差大，因此奥氏体在离心力作用下移动到外周侧，在外层内部的熔液 中碳容易稠化。其结果是，在碳稠化熔液中容易引发奥氏体的粗大枝晶的发生和生长。奥 氏体的枝晶相变成贝氏体和/或马氏体，成为粗大的斑点状偏析。
[0041]另一方面，若C高于3. 5质量％，则石墨过剩，并且其形状也线状，外层的强度降 低。另外碳化物的晶化量过多，外层的韧性降低，耐裂纹性降低，因此乳制带来的裂纹变深， 乳辊损失增加。C的含量的下限优选为2. 55质量％，更优选为2. 65质量