[发明专利]改进的贝氏体球墨离心复合(Ⅰ)或珠光体球墨(Ⅲ)的球墨铸铁及用该球墨铸铁制备的轧辊

说明书

技术领域

本发明涉及一种改进的贝氏体球墨离心复合(I)或珠光体球墨(III)的球墨铸铁及用该球墨铸铁制备的轧辊，属于金属热轧、冷轧加工轧辊技术。

背景技术

方/板坯初轧机、大中型型钢、钢管、线材和窄带钢轧机用轧辊，一般所采用的是珠光体球墨(III)球墨铸铁轧辊，或者采用贝氏体球墨离心复合(I)球墨铸铁轧辊。

上述珠光体球墨(III)和贝氏体球墨离心复合(I)球墨铸铁的组分及各组分的重量百分含量，已由国家标准化管理委员会和国家质量监督检验局，以国家标准GB/T1504-2008于2008年8月5日发布，并于2009年4月1日实施。所述标准规定的珠光体球墨(III)的组分及各组分的重量百分含量是：C2.9～3.6，Si1.0～2.0，Mn0.4～0.8，Cr0.2～1.2，Ni2.51～3，Mo 0.2～0.8，Mg≥0.04，P≤0.15，S≤0.03；所述标准规定的贝氏体球墨离心复合(I)的组分及各组分的重量百分含量为：C2.9～3.6，Si1.2～2.2，Mn0.2～0.8，Cr0.2～1.0，Ni3.01～3.5，Mo 0.5～1.0，Mg≥0.04，P≤0.10，S≤0.03；

根据所述标准规定的组分及组分百分含量制备的两种球铁轧辊，在生产实践中，其耐磨性能和抗热裂纹性能，都表现得不够理想，仍不能满足钢厂用户的要求，尤其是在同等条件下轧辊的使用寿命，显现得相对较差，给现代钢铁工业节能高效的大生产造成了不利的影响。

然而，人们通过高耐磨材料的基础性研究，已经开始认识铌(Nb)在铸铁、铸钢中的重要作用。铌对铸件的抗磨性、耐热性、耐蚀性、表面性状、铸件的尺寸稳定性，以及铸件的最基本的强度、硬度、韧性，可焊接性等均有贡献。因而铌已在轧辊、活塞环和高铬铸铁等现代铸件中应用。诸如中国专利授权公告号①CN1327022C，②CN1320150C和③公开号CN101120112A等，都成功地在相关铸件的组分中添加了铌(Nb)，并且取得了显著的效果。但终究由于第①②两项专利均为灰铸铁，而第③项专利申请为半钢材质(高镍、铬、钼合金铸铁)。它们的应用范围分别是：①号专利为小型型钢、线材、热轧薄板平整轧机。②号专利为内燃机部件。③号专利为经受高热应力构件，如内燃机的排气歧管和涡轮增压器壳体。尤其是三项专利(申请)的物化性能特别是硬度和耐热裂纹等性能，都还不能全面满足金属热、冷轧加工对轧辊的要求。

发明内容

本发明旨在对GB/T1504-2008国标所规定的贝氏体球墨离心复合(I)或珠光体球墨(III)轧辊用球墨铸铁的组分和组分重量百分含量作优化组合，提供一种改进的贝氏体球墨离心复合(I)或珠光体球墨(III)的球墨铸铁，以有效提高其硬度和使用寿命，满足钢铁工业生产的需求。

与此同时，本发明旨在提供一种采用改进的贝氏体球墨离心复合(I)或珠光体球墨(III)的球墨铸铁的轧辊。

本发明实现其所要实现目的的构想是，通过添加铌进一步提高所述改进球墨铸铁的硬度和使用寿命。

本发明实现其第1个目的的技术方案是：

一种改进的贝氏体球墨离心复合(I)或珠光体球墨(III)的球墨铸铁，它所包括的组分及各组分的重量百分含量为：C 2.9～3.6，Si 1.0～2.2；Mn0.2～0.8；Cr0.2～1.2，Ni 2.51～3.0，Mo 0.5～1.0，Mg≥0.04，P≤0.1，S≤0.03和Fe余量，其创新点在于，还包括重量百分含量为0.2～1.7的Nb。

铌是一种VB族金属元素。铌与元素周期表中与它相邻的其它元素一样，具有熔点高的特点。铌是强碳化物形成元素。Nbc的熔点为3513℃，其稳定性在碳化物形成元素中仅次于Tac(碳化钽)。它在融熔铁中的溶度，与温度成正比，温度越高，溶度积亦越大。由于初生Nbc是在各向同性的匀质液相中形成，是以球对称生长，而且高度分散，颗粒微细、量多且分布均匀，可成为球墨的核心。因而在这样存在Nbc条件下得到的球铁组织为组织致密的细化球墨铸铁。且由于Nbc是Mc型，有极高的硬度(2000HV)，在合金基体中形成分布均匀的硬相质点，因而本发明的强度、硬度和耐磨性等，都有非常明显的提高。从而实现了本发明所要实现的目的。