铬钢
来源： 科普中国 发布时间：2023-05-17
简介
铬是耐热钢的主要合金元素之一。铬钢是指含铬的合金钢﹐质地坚硬﹐耐磨﹐耐腐蚀﹐不生锈﹐可用来制造机器和工具。具有较高的抗氧化性和耐蚀性。为了不同的使用环境，常加入其他元素如钼、钒、钨、钛、铌、硼等元素。常用的应用领域和钢种有12crmo（高、中压蒸气导管），20crmo（叶片），35crmo（650℃以下长期使用的零件），1cr5mo（650℃以下再热器、550℃以下浸蚀性强的石油化工设备），1cr12mo（450℃以下叶片）。
铬钢检测的方法低碳铬钢可以用布氏硬度计、或洛氏硬度计b标尺测量。
退火、调质状态的中碳铬钢可以用布氏硬度计、或洛氏硬度计b、c标尺测量。
淬火状态的中碳铬钢可以用洛氏硬度计c标尺测量。
高碳铬钢可以用洛氏硬度计c标尺测量。
表面渗碳、渗氮处理的铬钢，应使用表面洛氏硬度计或维氏硬度计测量。
对于大件等工件，还可以采用肖氏硬度计、简易锤击布氏硬度计测量。
对于要求无损检测的，可以使用超声波检测和磁饱和检测。
特殊的大批量工件，可以采用特制机械装置检测。比如滚动轴承钢珠，检测时从一定高度落下在高硬度的钢板上，由于钢板成一定角度，于是硬度高的跳的远，硬度低的跳的近，硬度适中的跳的距离在中间。然后用各自的收集装置收集，即实现硬度的测量，分拣。
中铬钢在浆体冲蚀腐蚀工况条件下工作的零部件，诸如浆体泵、管道等，其材料既要承受浆体中固体粒子的冲蚀磨损，又抵抗浆体介质的腐蚀磨损作用，因此这种双重作用会导致这些零部件的很快失效报废。中铬钢（cr4-6%）是一种用于制造该工况条件下零部件的耐磨材料，用中铬钢制造的这类零部件在使用过程中常见的失效形式为局部严重磨损，甚者会出现局部磨穿而造成浆体泄露。如何提高该类零部件的使用寿命、降低使用成本是材料工作者巫待解决的问题。有关研究表明，对磨损失效部位进行堆焊预保护及修复，是解决该问题有效而又经济的途径之一，该方法已日益受到人们的重视。
为了能根据工况条件合理地选用中铬钢易磨损件修复的堆焊材料，需要系统地研究不同堆焊层在不同工况条件下的浆体冲蚀腐蚀磨损行为高铬钢轧辊的特点高铬铸造轧辊高铬铁和高铬钢铸造轧辊的采用，是最近年继采用复合铸造的高合金无限冷硬铸铁轧辊和半钢轧辊之后轧辊制造技术的一大革新。新材质高铬钢复合铸造轧辊正在取代超高碳的铸钢轧辊、针状球墨铸铁轧辊及复合浇注的无限冷硬铸铁轧辊。
高铬钢轧辊具有以下特点：
（1）较好的淬硬深度。有效使用直径可增大到100mm以上。轧辊外层径向硬度稳定在hv760-780。
（2）热硬性好。表面受热450℃时辊身硬度不下降，具有良好的抗回火性，因此高铬钢的回火温度为400℃-500℃。高温回火，为了活化奥氏体随后冷却中转变为二次马氏体。为了最有效地消除残余奥氏体可进行几次回火。回火中并有二次硬化效应的作用。含10%铬的高格钢轧辊的残奥含量为3%-4%，而锻钢轧辊则为7%-10%。
（3）高铬钢轧辊身硬度高，不容易磨伤，轧辊硬度综合反映了材料的弹性、塑性和应力状态。高铬钢粗轧作辊的交货硬度为hs73-83，冷轧工作辊为hs90以上。经过喷丸处理容易得到高度发毛的辊面，具有良好的抗打滑性能。
（4）经过喷丸处理容易得到高度发毛的辊面，具有良好的抗打滑性能。
（5）高铬钢轧辊的冷水条件不像高铬铸铁轧辊那样要求苛刻。
（6）采用高铬钢轧辊时，由于高的铬含量，高铬钢轧辊粗糙度具有良好的保持性，轧钢量达1000t/h粗糙度仍能保持在0.2μm以上'。轧辊表面粗糙度大，因而事故性打滑可以得到防止2。
高碳高铬钢高碳高铬钢中由于碳含量和合金元素的含量比较高，基体显微组织中含有较大数量的共晶碳化物，与合金半钢材质轧辊比具有较良好的高温耐磨性，同时由于碳含量相比高铬铸铁低，而具有一定的机械强度，已逐步替代高铬铸铁轧辊和合金半钢材质轧辊，高碳高铬钢被广泛应用作精轧前段工作辊、宽中厚板粗轧和精轧工作辊、热轧带钢的连轧机粗轧工作辊、棒材轧机精轧辊和小型型钢工作辊等轧辊。
高碳高铬钢轧辊的应用虽然日益广泛，但是由于高碳高铬钢轧辊外层材质成分容易偏析，在冷却凝固过程中高碳高铬钢复合轧辊工作层容易形成粗大的网状碳化物。这种网状结构削弱了高碳高铬钢基体的连续性，使轧辊的冲击韧性下降，不利于轧辊的综合力学性能的提升。由于生产过程中受周期性交变热应力的影响将导致轧辊热疲劳裂纹的出现，较恶劣的网状碳化物为微裂纹的扩展提供了途径，进而造成轧辊辊面剥落，甚至辊身断裂，导致轧辊不能满足使用要求，使高碳高铬钢复合铸造轧辊的应用推广受到限制3。
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