Einführung
Hochnickel-Chromunbestimmte Hartgussrollen sind kritische Komponenten in modernen Walzwerken und bieten außergewöhnliche Verschleißfestigkeit, thermische Stabilität und Dauerfestigkeit. Ihre einzigartige Mikrostruktur – bestehend aus Bainit, Restaustenit und harte Karbide–wird durch spezielles Legierungsdesign und kontrollierte Erstarrung erreicht. Dieser Artikel untersucht die metallurgische Eigenschaften, Phasenumwandlungsmechanismen und industrielle Leistung dieser fortgeschrittenen Rollen.
1. Erstarrung und Mikrostrukturbildung
Beim Casting (über Verbundguss, Bodenanguss oder Zentrifugalverfahren), erstarrt das hochlegierte geschmolzene Eisen unter der Kühlwirkung der Form schnell, was zu Folgendem führt:
Dominante Säulenkristalle: Ausgerichtetes Wachstum senkrecht zur Abkühlungsrichtung.
Gerichtete Graphit-/Karbidausscheidung: Verteilt entlang interdendritischer Regionen (siehe Abb. 1-50).
Wichtige Legierungselemente und ihre Rollen
Element | Funktion |
Nickel (4,0–4,5 %) | Stabilisiert Austenit; verbessert die Zähigkeit |
Chrom (1,6–1,85 %) | Fördert die Karbidbildung; verbessert die Härte |
Molybdän/Mangan | Verzögert die Perlitumwandlung; verfeinert Bainit |
2. Phasentransformationsmechanismus
Der hohe Ni/Cr-Gehalt verändert die Bs (Bainit-Start)-Temperatur (berechnet als 338–441 °C pro empirischer Formel):
Austenitstabilität: Unterdrückt die Perlitbildung und begünstigt Bainit/Martensit während der Dauerkühlung.
Restaustenit (13–15 %): Bleibt aufgrund unzureichender Wärmeableitung während des Phasenwechsels bestehen.
Auswirkungen der Wärmebehandlung
Temperieren: Wandelt Bainit/Martensit im Gusszustand um in:
Gehärteter Bainit (Verbesserte Zähigkeit; Abb. 1-51)
Temperiertes Sorbit (Ausgewogene Festigkeit-Duktilität; Abb. 1-52)
3. Graphit- und Karbidverteilung
Freier Graphit (2–5 %): Erscheint als vermicular (wurmartig) oder Kurzflockenmorphologien (Abb. 1-53/1-54), konzentriert in säulenförmigen Kristallgrenzen.
Carbide (25–30 %): In erster Linie M₇C₃-Typ, was für Verschleißfestigkeit sorgt.
4. Kern- und Halsmaterialien
Je nach Anwendungsanforderungen:
Rollkragen: Hohe Duktilität Grauguss zur Stoßdämpfung.
Rollenkerne: Hochfest Sphäroguss (Kugelgraphit) um Biegebeanspruchungen standzuhalten.
5. Industrielle Vorteile
Verlängerte Lebensdauer: 3–5x länger als herkömmliche Rollen.
Wärmerissbeständigkeit: Stabil bei zyklischem Erhitzen/Abkühlen.
Anpassbare Mikrostruktur: Maßgeschneidert durch Legierung und Wärmebehandlung.
Abschluss
Der hochnickel-chromunbestimmte Hartgussrollen Erreichen Sie optimale Leistung durch kontrollierte bainitische Umwandlung, Karbiddispersion und GraphitmorphologieIhre Anpassungsfähigkeit an schwierige Walzbedingungen macht sie unverzichtbar für Warm-/Bandwalzwerke, Profilwalzwerke und Hochgeschwindigkeitsdrahtproduktion.
