轧辊的寿命主要取决于轧辊的内在性能和工作受力,内在性能包括强度和硬度等方面。要使轧辊具有足够的强度,主要从轧辊材料方面来考虑;硬度通常是指轧辊工作表面的硬度,它决定轧辊的耐磨性,在一定程度上也决定轧辊的使用寿命,通过合理的材料选用和热处理方式可以满足轧辊的硬度要求。 轧辊按工作状态可分为热轧辊和冷轧辊,按所起的作用可分为工作辊、中间辊、支承辊,按材质可分为锻辊和铸辊(冷硬铸铁)。通常轧辊的服役条件极其苛刻,工作过程中承受高的交变应力、弯曲应力、接触应力、剪切应力和摩擦力。容易产生磨损和剥落等多种失效形式。不同的用途、不同类型的轧辊处在各自特定的工况条件,其大致的性能要求如下: 冷轧辊在工作过程中要承受很大的轧制压力,加上轧件的焊缝、夹杂、边裂等问题,容易导致瞬间高温,使工作辊受到强烈热冲击造成裂纹、粘辊甚至剥落而报废。因此,冷轧辊要有抵抗因弯曲、扭转、剪切应力引起的开裂和剥落的能力,同时也要有高的耐磨性、接触疲劳强度、断裂韧性和热冲击强度等。 国内外冷轧工作辊一般使用的材质有GCr5、9Cr2、9Cr、9CrV、9Cr2W、9Cr2Mo、60CrMoV、80CrNi3W、8CrMoV、86CrMoV7、Mo3A 等。20 世纪 50~60 年代,这一时期的轧件多为碳素结构钢,强度和硬度不高,所以轧辊一般采用1.5%~2%Cr 锻钢。此类钢的最终热处理通常采用淬火加低温回火,常见的淬火方式有感应表面淬火和整体加热淬火。其主要任务是考虑如何提高轧辊的耐磨性能、抗剥落性能,并提高淬硬层深度,尽量保证轧辊表面组织均匀,改善轧辊表层金属组织的稳定性。 从20 世纪 70 年代开始,随着轧件合金化程度的提高,高强度低合金结构钢(HSLA)的广泛应用,轧件的强度和硬度也随之增加,对轧辊材料的强度和硬度也提出了更高的要求,国际上普遍开始采用铬含量约 2%的Cr-Mo 型或 Cr-Mo-V型钢工作辊,如我国一直使用的9Cr2Mo、9Cr2MoV 和86CrMoV7、俄罗斯的9X2MΦ 、西德的86CrMoV7、日本的MC2 等。这类材质的合金化程度较低,在经过最终热处理后,其淬硬层深度一般为12~15mm(半径),仅能满足一般要求,而且使用中剥落和裂纹倾向严重,轧制寿命低。通过改进热处理方式,即进行重淬 1~2 次,提高了该类轧辊的淬硬层,但每次重淬不仅需要一定的热处理费用, 而且会使轧辊直径都要损失 5mm 左右,同时轧辊在经过多次热处理后容易变形,难以满足高精度轧辊的形位公差要求。因此,研制深淬硬层冷轧辊不仅可以大幅...