Introduction
à haute teneur en nickel-chromerouleaux en fonte à refroidissement indéfini sont des composants essentiels des laminoirs modernes, offrant une résistance à l'usure, une stabilité thermique et une résistance à la fatigue exceptionnelles. Leur microstructure unique, composée bainite, austénite résiduelle et carbures durs—est obtenue grâce à la conception d'alliages spécialisés et à une solidification contrôlée. Cet article explore caractéristiques métallurgiques, mécanismes de transformation de phase et performances industrielles de ces rouleaux avancés.
1. Solidification et formation de microstructures
Pendant le casting (via méthodes de coulée composite, de coulée par le bas ou de centrifugation), le fer fondu fortement allié se solidifie rapidement sous l'effet du refroidissement du moule, ce qui entraîne :
Cristaux colonnaires dominants:Croissance alignée perpendiculairement à la direction de refroidissement.
Précipitation directionnelle de graphite/carbure: Distribués le long des régions interdendritiques (voir Fig. 1-50).
Éléments d'alliage clés et leurs rôles
Élément | Fonction |
Nickel (4,0–4,5 %) | Stabilise l'austénite ; améliore la ténacité |
Chrome (1,6–1,85 %) | Favorise la formation de carbure ; améliore la dureté |
Molybdène/Manganèse | Retarde la transformation de la perlite ; affine la bainite |
2. Mécanisme de transformation de phase
La teneur élevée en Ni/Cr modifie considérablement la Température Bs (Bainite Start) (calculé comme 338–441 °C selon la formule empirique) :
Stabilité de l'austénite: Supprime la formation de perlite, favorisant bainite/martensite pendant le refroidissement continu.
Austénite résiduelle (13–15 %):Reste dû à une dissipation thermique insuffisante lors du changement de phase.
Effets du traitement thermique
Trempe: Convertit la bainite/martensite brute de coulée en :
Bainite trempée (Ténacité améliorée ; Fig. 1-51)
Sorbitte tempérée (Résistance-ductilité équilibrée ; Fig. 1-52)
3. Distribution du graphite et du carbure
Graphite libre (2–5 %): Apparaît comme vermiculaire (ressemblant à un ver) ou morphologies à paillettes courtes (Fig. 1-53/1-54), concentrées dans les limites des cristaux colonnaires.
Carbures (25–30 %): Principalement type M₇C₃, offrant une résistance à l'usure.
4. Matériaux du noyau et du manche
En fonction des exigences de l'application :
Cols roulés: Haute ductilité fonte grise pour l'absorption des chocs.
Noyaux de rouleaux: Haute résistance fonte ductile (graphite nodulaire) pour résister aux contraintes de flexion.
5. Avantages industriels
Durée de vie prolongée: 3 à 5 fois plus long que les rouleaux conventionnels.
Résistance aux fissures thermiques:Stable sous chauffage/refroidissement cyclique.
Microstructure personnalisable:Adapté par alliage et traitement thermique.
Conclusion
Le à haute teneur en nickel-chromerouleaux en fonte à refroidissement indéfini atteindre des performances optimales grâce à transformation bainitique contrôlée, dispersion de carbure et morphologie du graphite. Leur adaptabilité aux conditions de roulage sévères les rend indispensables pour laminoirs à chaud/à bandes, laminoirs à sections et production de fils à grande vitesse.
