板坯結(jié)晶器足輥材質(zhì)選型及制造工藝淺析

孫坤

（馬鞍山馬鋼表面工程技術(shù)有限公司，安徽馬鞍山243000）

板坯結(jié)晶器足輥材質(zhì)選型及制造工藝淺析

孫坤

（馬鞍山馬鋼表面工程技術(shù)有限公司，安徽馬鞍山243000）

通過對(duì)沉淀硬化不銹鋼06Cr15Ni25Ti2MoAlVB與奧氏體不銹鋼06Cr25Ni20的化學(xué)成分、熱處理制度、特征用途對(duì)比分析，結(jié)合板坯結(jié)晶器足輥工況，得出沉淀硬化不銹鋼06Cr15Ni25Ti2MoAlVB是制作結(jié)晶器足輥的最佳材質(zhì)，并對(duì)其制作工藝流程進(jìn)行了介紹。

沉淀硬化不銹鋼；06Cr15Ni25Ti2MoAlVB；結(jié)晶器足輥

引言

板坯結(jié)晶器足輥?zhàn)鳛檫B鑄線關(guān)鍵零部件，其綜合機(jī)械性能、使用壽命直接關(guān)系到整條連鑄線正常運(yùn)行。

馬鞍山馬鋼表面工程技術(shù)有限公司（以下簡(jiǎn)稱馬鋼）與合作單位就材質(zhì)更適合做板坯結(jié)晶器足輥，及其制作工藝上產(chǎn)生了爭(zhēng)議。筆者就這一問題進(jìn)行了關(guān)聯(lián)檢索、查閱了相關(guān)文獻(xiàn)和國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，現(xiàn)將查詢的資料進(jìn)行了整理、分析、比較，得出一定結(jié)論，其目的是解決爭(zhēng)議，也在以后的機(jī)械設(shè)計(jì)中，對(duì)特殊零部件材料如何選擇提供借鑒和參考。

1 足輥材質(zhì)對(duì)比分析

委方提供的圖紙為最初版外方總包竣工圖，并要求馬鋼表面工程技術(shù)公司按國(guó)內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行轉(zhuǎn)化后制作。

1.1 沉淀硬化不銹鋼06Cr15Ni25Ti2MoAlVB

在中國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T20878—2007，《不銹鋼和耐熱鋼牌號(hào)及化學(xué)成分》中明確06Cr15Ni25Ti2MoAlVB（舊牌號(hào)0Cr15Ni25Ti2MoAlVB），屬于沉淀硬化型不銹鋼。沉淀硬化不銹鋼是在各類不銹鋼中加入一種或多種合金元素如Cu、Ti、Nb、和Al等促使沉淀硬化。在固溶退火或奧氏體化期間溶解這些元素，然后在增加基體的硬度和強(qiáng)度的時(shí)效熱處理期間產(chǎn)生亞顯微沉淀。這類鋼強(qiáng)度高、韌性好，又有很好的耐蝕性能。這類鋼的缺點(diǎn)是熱處理工藝相對(duì)復(fù)雜。

在標(biāo)準(zhǔn)GB/T20878—2007中同時(shí)注明06Cr15Ni25 Ti2MoAlVB可作為耐熱鋼使用。耐熱鋼的定義是在高溫下使用的鋼，實(shí)際上它是抗氧化鋼和熱強(qiáng)鋼的總稱?？寡趸撚址Q不起皮鋼或熱穩(wěn)定鋼。它是在高溫下能抵抗氧化和其他介質(zhì)的侵蝕，工作溫度高達(dá)900～1 100℃，而熱強(qiáng)鋼在高溫下具有較高的強(qiáng)韌性和一定的抗氧化性，其工作溫度可達(dá)600～800℃。耐熱鋼的熱強(qiáng)性主要表現(xiàn)在高溫長(zhǎng)期工作下抗斷裂的能力（即持久強(qiáng)度）和抗塑性變形的能力（即蠕變強(qiáng)度）。

提高鋼的熱強(qiáng)性的主要措施有固溶強(qiáng)化、晶界強(qiáng)化、沉淀強(qiáng)化、熱處理強(qiáng)化和變形強(qiáng)化等。要取得這些強(qiáng)化效果主要是合金化，即需向鋼中加入合金元素。

鉻、鉬、鎢、鈮能顯著提高固溶體的熱強(qiáng)性，晶界強(qiáng)化的主加元素是硼，若和鈦或鈮復(fù)合加入，效果更為明顯。釩、鈮、鈦加入形成的V4C3、NbC、TiC等碳化物在高溫下較穩(wěn)定，若以細(xì)小，球狀沉淀析出，彌散均勻地分布在鋼的基體上，就可獲得高的熱強(qiáng)性［1］。

1.2 奧氏體不銹鋼06Cr25Ni20

06Cr25Ni20作為25-20型奧氏體不銹鋼的典型代表，鋼中鉻、鎳含量都很高，具有很好的高溫抗氧化性、組織穩(wěn)定性和耐熱性，可以作為高溫（達(dá)1 050℃）腐蝕條件下工作的熱穩(wěn)定鋼使用。

2 足輥制造工藝流程

通過系列對(duì)比分析，結(jié)合板坯連鑄線工況實(shí)際溫度、受力情況、失效機(jī)理等等，筆者認(rèn)為足輥的熱強(qiáng)性是比熱穩(wěn)定性更重要的技術(shù)指標(biāo)，材質(zhì)選擇上應(yīng)該是熱強(qiáng)鋼而非熱穩(wěn)定鋼，因此沉淀硬化不銹鋼06Cr15Ni25Ti2MoAlVB作為足輥材料更合適。

推薦足輥制作工藝流程為：按國(guó)標(biāo)GB/T 1221—2007選擇06Cr15Ni25Ti2MoAlVB（舊牌號(hào)0Cr15Ni25Ti2MoAlVB）材質(zhì)的熱軋或鍛制棒料；進(jìn)行外圓、內(nèi)孔留加工余量粗加工；按GB/T 1221—2007熱處理制度進(jìn)行固溶、時(shí)效處理；按圖紙精加工到尺寸。

3 結(jié)論

以上分析證明馬鋼技術(shù)人員轉(zhuǎn)化材料是準(zhǔn)確的。同時(shí)筆者通過查找，發(fā)現(xiàn)原版外方施工圖明細(xì)表中材質(zhì)為W-Nr（Wdrkstoff-Nummer）“1.4980”，此為德國(guó)DIN17007系統(tǒng)數(shù)字材料號(hào)。對(duì)應(yīng)中國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T 14992—2005，《高溫合金和金屬間化合物》牌號(hào)GH 2132，對(duì)應(yīng)中國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T 1221—2007，牌號(hào)06Cr15Ni25Ti2MoAlVB。通過對(duì)對(duì)應(yīng)牌號(hào)的化學(xué)成分、熱處理制度等查閱（見表1、表2）［2］，資料顯示完全吻合。

表1 GH2132化學(xué)成分表%

表2 GH2132熱處理工藝

［1］陳祝年.焊接工程師手冊(cè)［M］.北京:機(jī)械工業(yè)出版社，2002.

［2］全國(guó)熱處理標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)編.金屬熱處理標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)用手冊(cè)［M］.北京:機(jī)械工業(yè)出版社，2005.

（編輯：苗運(yùn)平）

Selection of Material Type and Manufacturing Technology of the Foot Roller of Slab Mould

Sun Kun
（Ma'anshan Steel Surface Engineering Technology Co.，Ltd.，Ma'anshan Anhui 243000）

In this paper，through of precipitation hardening stainless steel 06Cr15Ni25Ti2MoAlVB and austenitic stainless steel 06Cr25Ni20 chemical constituents of the heat treatment system，feature uses comparative analysis，combined with the slab mold foot and condition，that precipitation hardening stainless steel 06Cr15Ni25Ti2MoAlVB is making mold foot and the best material，and its production process are introduced.

precipitation hardening stainless steel；06Cr15Ni25Ti2MoAlVB；mould foot roller

10.16525/j.cnki.14-1362/n.2016.14.18

TF777

A

2095-0748（2016）14-0042-02

2016-06-01

孫坤（1981—），男，四川南部人，學(xué)士，現(xiàn)為馬鋼表面工程技術(shù)有限公司技術(shù)員，工程師，研究方向：機(jī)械制造焊接。