石墨鋼是超高碳過共析鋼，經過適當的熱處理，一部分碳以石墨形態析出。這種鋼主要依靠石墨起潤滑作用，是一種耐摩擦磨損的材料。根據碳含量的不同，可以有各種石墨鋼牌號，其成分範圍為：1.3%～2.0%碳；1.1%～1.5%矽；0.4%～0.8%錳；0.4%～1.5%鎳；0.4%～1.5%鉻；0.2%～0.6%鉬。
基本介紹
- 中文名：石墨鋼
- 外文名：graphitizable steel
- 實質：超高碳過共析鋼
- 套用：製造初軋機的熱軋輥
- 特點：耐摩擦磨損
- 學科：冶金工程
介紹,製備考慮因素,套用,實例,
介紹
一種高碳耐磨鑄鋼。其化學成分根據用途不同可在一定範圍內變動，一般含有1.2～1.6%碳，0.5～1.5%矽，0.3～ 0.4%錳。鑄態組織為粗大珠光體和分布於晶界的 二次滲碳體。經過熱處理後變為馬氏體、珠光體或鐵素體基體和點狀石墨的混合組織。石墨鋼兼有鋼和鑄鐵的性能，具有一定的強度、良好的耐磨性和減震性，切削加工性好，缺口敏感性小。在磨粒磨損條件下，其耐磨性優於高錳鋼，成本亦較低，主要用 作球磨機襯板和滾球、鍛模、冷沖模、拉絲模和噴 砂嘴等。
製備考慮因素
石墨鋼軋輥的製造應考慮到合金成分、孕育劑和熱處理等。
（1）合金成分。提高含碳量，增加了組織中碳化物數量，可使硬度和耐磨性提高。但韌性和抗彎強度降低。另外為調整游離石墨的數量，可減少矽和提高鉻含量。
（2）孕育劑。為使在鑄態能有石墨析出，可在鋼水中加入孕育劑。常用孕育劑有稀土、稀土鎂、矽鐵、矽鈣合金等。
（3）熱處理。為提高石墨鋼軋輥的性能和進一步使碳化物石墨化，在製造過程中應進行熱處理。常用熱處理工藝為920～950℃正火和700～750℃回火。也可增加一次1100～1150℃的擴散退火以改善碳化物的形狀。通過熱處理可消除鑄造應力並使韌性提高。最後的組織可以是珠光體和碳化物，其中游離石墨量為0.1%～0.5%。石墨形狀為球狀或團絮狀，尺寸約為8～15μm。
套用
石墨鋼可用於製造初軋機的熱軋輥，也可用於板坯、型鋼熱軋帶鋼等軋機的粗軋機架上。這種材質由於組織中含有石墨，可以提高熱導性而降低熱應力。使熱裂紋的形成與擴展大為減少，提高軋輥耐磨性和咬入能力，延長軋輥使用壽命。另外，這種材質的軋輥由表面至心部的硬度變化小，可以加工較深的孔型，使槽底和側壁有相同的耐磨性。石墨鋼還可用於自潤滑軸承材料。
實例
舉例一種可用於熱帶粗軋、鋼坯或型鋼粗軋輥的石墨鋼材質：
成分：碳 1.4%～1.6%；矽 1.0%～1.6%；錳0.6%～1.0%；鉻0.6%～1.0%；鎳0.6%～1.0%；鉬0.2%～0.6%。
硬度：HS40～50；抗拉強度≥600MPa。
抗彎強度≥800MPa；衝擊韌性≥3.5J/cm；延伸率≥1.0%。
