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高速钢中含有较多的W、Cr、Mo和V等元素，而这些元素及其形成的碳化物密度差大，在普通离心铸造条件下，高速钢轧辊元素偏析严重。日本川崎制铁公司分析了离心铸造高速钢轧辊偏析主要是MC型碳化物的偏析，严重影响轧辊的耐磨性，研究发现MC型碳化物主要是一次结晶VC的偏析，因VC与钢水的密度相差较大所致。防止VC偏析方法是采取添加Nb元素提高MC型碳化物密度，并限制添加偏析元素W和Mo，选择基本成分2.0%C-6.0%V-7.0%Cr-2.5%Mo，添加1.0%~1.5%Nb进行试验，其结果由于生成密度较大的MC型复合碳化物（V、Mo和Nb系碳化物），其密度与钢水密度相接近，使VC减少，有效地控制了离心铸造高速钢轧辊的碳化物偏析。但是，无W低Mo高速钢轧辊红硬性明显下降，耐磨性降低。此外，Nb提高钢的淬火温度，降低二次硬化峰值出现的温度，高速钢铸造成形过程中Nb系的MC型碳化物较V系的MC型碳化物粗大，

如果是因为机械应力产生的断裂，需要很大的机械应力。经粗略计算，如此大截面的高铬铸钢轧辊若被机械应力拉断，则需要100MN以上的拉力，对于该轧辊工作的轧机来说这是不可能的。轧辊受力 的部位是传动端辊颈，如果材料的力学性能指标不足，正常轧制情况下首先损坏的是传动端辊颈。从实际轧制和断辊情况来看，不是由于机械应力造成辊身断裂。

对组织应力影响 的就是外层组织中残余奥氏体含量。残余奥氏体在轧制温度，轧制压力和水冷的交变作用下，发生奥氏体向马氏体或贝氏体的转变，由于奥氏体的比容小，而马氏体的比容大，因而在组织转变的过程中伴随着体积的膨胀，会致使轧辊的工作层产生更大的压应力，芯部产生更大的拉应力，芯部应力一旦超过材料的强度，必然造成轧辊断裂。考虑到残余奥氏体对组织应力的影响及热带连轧机轧辊的工作条件，一般轧辊的残余奥氏体含量控制在小于5%即可保证安全使用。该断裂轧辊的外层组织中残余奥氏体含量小于1%，故组织应力可以忽略不计。

应用粉末冶金技术中喷雾制粒与热等静压的配合工艺，生产的高速钢较之传统方法生产的钢材具有许多优点，如优良的机加工性能、韧性、硬度和热处理后的形状稳定性。应用HIP工艺生产的高速钢轧辊，与相同成分的铸造高速钢轧辊相比，碳化物更细小、均匀，而碳化物的形貌及分布对轧辊的热疲劳性能、抗剥落性能及韧性起决定性作用，因此HIP高速钢轧辊的综合性能明显优于铸造轧辊。此外，为了进一步提高耐磨性，HIP高速钢轧辊可采用更高的含碳量和合金含量，仍保持良好的碳化物形貌。用HIP工艺生产高速钢轧辊时，一般是用铸、锻钢材料制成辊芯，在辊芯外填充好辊身外层所用的高速钢粉末，抽真空后在1000℃以上高温和100 MPa以上压力下烧结成轧辊。由于HIP工艺设备需要耐高压，受设备限制，HIP工艺还只能生产小直径的高速钢轧辊。

导致轧辊使用中易发生剥落。因此，如何确定在给定的工艺条件下V和Nb复合添加的 比例，控制产生粗大的NbC，提高轧辊中W和Mo含量，确保高速钢红硬性和耐磨性，同时还要消除高速钢轧辊偏析，是离心铸造高速钢轧辊生产中急待解决的问题。

此外，高速钢轧辊离心铸造过程中，离心机转速对轧辊使用性能也有明显影响。研究发现，随着离心机转速的增加，轧辊组织致密，硬度提高，磨损量减少，耐磨性不断改善，但转速过高，轧辊耐磨性提高不明显，反而增加了动力消耗和加剧合金元素偏析。为了改善高速钢复合轧辊的结合层质量，我国科学家发明了高速钢复合轧辊多层浇注工艺，轧辊自外向内依次为高速钢工作层、芯部材料组成的中间层1、中间层2、芯部1和芯部2。离心浇注工作层后，降低转速分别浇注中间层1和中间层2，然后再次降低转速至200-350 rpm浇注芯部1，关闭动力自由减速并浇注芯部2。该发明复合高速钢轧辊，