專利名稱：：大口徑離心鑄造爐輥的制作方法
技術領域：
：本發(fā)明涉及一種離心鑄造爐輥，尤其是涉及到一種冶金行業(yè)冷軋熱處理汽車用板材等的大口徑離心鑄造爐輥。
背景技術：
：隨著汽車工業(yè)的快速發(fā)展，對汽車用的鋼帶要求越來越高，在使用前必須進行熱處理，為了使鋼帶實現(xiàn)連續(xù)退火，以提高熱處理的工效，為此在熱處理爐中安裝有爐輥，推動鋼帶前進。由于熱處理的溫度在600-120(TC的范圍內(nèi)和弱氧化的氣氛下進行，因此爐輥必須能在長時間連續(xù)操作中保持傳輸高溫鋼帶的能力。在如此苛刻的條件下，爐輥會產(chǎn)生如下缺陷l.爐輥表面的磨損，2.氧化物或鐵塵型顆粒物在爐輥表面粘附，當這些顆粒物達到一定程度時會嚴重影響退火鋼帶的表面質量。我國爐輥制造業(yè)經(jīng)過近十年的發(fā)展，已取得了較好成績，隨著科技不斷創(chuàng)新，對爐輥的要求也越來越高，要求向大口徑的方向發(fā)展，來大幅度提高熱處理的工效，但在品種結構調(diào)整卻沒有完全跟上鋼鐵工業(yè)技術進步、結構優(yōu)化調(diào)整的步伐，高端爐輥生產(chǎn)能力明顯不足。寶鋼、鞍鋼等大型鋼企業(yè)寬板帶軋機每年都要從國外進口爐輥，目前國內(nèi)主要采用GX25CrNiSil8-9材料來制作爐輥，以提高爐輥的耐磨性，這種材料制作小口徑的爐輥優(yōu)勢明顯，但是制作大口徑爐輥時，易產(chǎn)生偏析現(xiàn)象，其抗氧化性能差，鑄造出來的爐輥強度達不到要求，容易變形產(chǎn)生橢圓，整體精加工后產(chǎn)生壁厚不均勻。在爐內(nèi)高溫、高張力運轉中會產(chǎn)生彎曲變形，影響鋼帶運行和鋼帶表面質量，使用壽命只有10個月左右。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明目的在于采用GX25CrNiSil8-9材料基礎上，添加適量的Nb、Ti微合金元素和Sc稀土元素來離心鑄造新型的大口徑爐輥，細化鋼的晶粒度、改善鑄態(tài)組織，提高爐輥高溫蠕變強度和抗氧化能力，滿足熱處理爐的要求。本發(fā)明的技術方案是這樣實現(xiàn)的一種大口徑離心鑄造爐輥，各元素的重量百分比為C為O.15-0.35%、Si為O.50-2.50%、Mn為0-2.00%、Ni為8.00-10.00%、Cr為17.00-19.00%、P為0-0.04%、S為0-0.03%、Nb為0.80-1.20%、Ti為O.20-0.50%、Sc為O.50-0.80%，余量為Fe。本發(fā)明與現(xiàn)有技術相比具有如下優(yōu)點1.爐輥材料采用高Cr、高Ni、高Si含量，增加了Nb、Ti和SC稀土元素的方案，經(jīng)過反復試驗和分析，并經(jīng)實驗室模擬數(shù)據(jù)處理，找出最佳成分配比，改善柱狀晶、等軸晶分布比例，從而提高材料高溫蠕變強度和抗氧化性。離心鑄造出來的大口徑爐輥強度高、不變形，室溫下抗拉強度Rm》460N/讓2，屈服強度Rpo.2^240N/讓2，斷后延伸率A》15。/0。2.整體精加工后壁厚均勻。3.在爐內(nèi)高溫、高張力運轉下熱膨脹率一致，爐輥不會產(chǎn)生彎曲變形。具體實施例方式一種大口徑離心鑄造爐輥，各元素的重量百分比為C為O.15-0.35%、Si為O.50-2.50%、Mn為0-2.00%、Ni為8.00-10.00%、Cr為17.00-19.00%、P為0-0.04%、S為0-0.03%、Nb為0.80-1.20%、Ti為O.20-0.50%、Sc為O.50-0.80%，余量為Fe。本發(fā)明中元素成分限定范圍的理由如下C:是碳化物的形成元素，而在耐熱鋼鑄件中，碳化物的組成、形態(tài)、分布及數(shù)量是決定其性能的關健因素。在亞共晶范圍內(nèi)，隨含碳量增加，產(chǎn)生碳化物的數(shù)量相應增加，硬度提高，但脆性增加，韌性下降。含碳量過低時材質中碳化物減少，對鑄件的耐磨性不利。兼顧考慮碳量控制在O.15-0.35%;Si:能改善鑄件的鑄造性能，且有利于鋼水脫氧除氣，還能使碳化物團塊化。但含硅量過高會增加材質的脆性。試驗證明，Si和Ti同時加入比單獨加入相同含量的Ti或Si能獲得更好的耐磨性，因而其含量控制在O.50-2.50%;Mn:主要起脫氧除氣作用，含量過高會產(chǎn)生大量殘余奧氏體，對材料耐磨性不利，應控制在2.00%以下。Ni:是一種非碳化物形成元素，它固溶于基體能夠提高基體的強度和熱疲勞抗力，對改善爐輥的抗龜裂和剝落能力是有利的。但Ni是奧氏體穩(wěn)定化元素，加入量過多，淬火組織中殘余奧氏體多，降低爐輥耐磨性，綜合考慮將Ni含量控制在8.00-10.00%;Cr:主要存在于碳化物和基體中，其含量過高，多余的Cr參與回火時沉淀析出的碳化物的形成，這種含Cr碳化物在較低溫度時容易析出，降低了鋼的熱穩(wěn)定性，因而其含量控制在17.00-19.00%;Nb:細化鋼的晶粒度，提高爐輥的綜合力學性能，有利于抑制裂紋萌生和擴展，另外，它能夠固碳形成碳化物，提高爐輥的耐磨性。但Nb提高鋼的淬火溫度，降低二次硬度峰值出現(xiàn)的溫度，因此Nb含量控制在0.80-1.20X。Ti:強烈細化鋼的晶粒度，進一步提高爐輥的強度、韌性和耐磨性。但降低爐輥的紅硬性，綜合考慮將Ti含量控制在O.20-0.50%。Sc:—方面在煉鋼中起脫硫、去氣、凈化鋼液作用；另一方面細化鋼的晶粒，改善鑄態(tài)組織(縮小柱狀晶區(qū))，但是其含量超過O.80%時，鋼水將生成粗大的析出相和Sc的氧化物，在這種情況下對爐輥的韌性將產(chǎn)生負面作用，綜合考慮將Sc含量控制在0.50-0.80X。S、P的含量控制更低，以降低爐輥的脆性，有利于延緩裂紋的擴展。采用該材料利用離心鑄造制作的直徑為1600mm爐輥的技術性能參數(shù)如下<table>tableseeoriginaldocumentpage5</column></row><table>權利要求1.一種大口徑離心鑄造爐輥，各元素的重量百分比為C為0.15-0.35％、Si為0.50-2.50％、Mn為0-2.00％、Ni為8.00-10.00％、Cr為17.00-19.00％、P為0-0.04％、S為0-0.03％、Nb為0.80-1.20％、Ti為0.20-0.50％、Sc為0.50-0.80％，余量為Fe。全文摘要本發(fā)明公開了一種冶金行業(yè)冷軋熱處理汽車用板材等的大口徑離心鑄造爐輥，各元素的重量百分比為C為0.15-0.35％、Si為0.50-2.50％、Mn為0-2.00％、Ni為8.00-10.00％、Cr為17.00-19.00％、P為0-0.04％、S為0-0.03％、Nb為0.80-1.20％、Ti為0.20-0.50％、Sc為0.50-0.80％，余量為Fe。該材料采用GX25CrNiSi18-9材料基礎上，添加適量的Nb、Ti微合金元素和Sc稀土元素，細化鋼的晶粒度、改善鑄態(tài)組織，提高爐輥高溫蠕變強度和抗氧化能力，滿足熱處理爐的要求，該材料離心鑄造制作的大口徑爐輥廣泛應用于各種熱處理爐中。文檔編號C21D9/56GK101603158SQ20091030497公開日2009年12月16日申請日期2009年7月30日優(yōu)先權日2009年7月30日發(fā)明者孫立彬,彬張申請人:孫立彬