一支 ZCr20 的铸造辊，到货验收单上硬度 58 HRC，成分也在范围内。上机两周，辊面磨出一道沟，还掉了两块。找供方，供方把验收单甩回来：硬度合格，成分合格，不是质量问题。

硬度合格不等于耐磨。铸造辊的耐磨性取决于碳化物的类型、数量和形态，还有基体是什么组织。硬度只是这些因素综合出来的一个数，而且测的是一个点。

先说碳化物类型。普通白口铸铁里的碳化物是 M3C 型，显微硬度大约 HV800 到 HV1200。高铬铸铁里，铬含量上去以后碳化物转成 M7C3 型，显微硬度 HV1300 到 HV1800。同样是碳化物，硬了一档，耐磨性差出一截。

转变的条件是铬碳比。公开的技术资料里，Cr/C 超过 5 时 M7C3 成为主要类型；铬含量在 11% 以上、碳控制在合适范围，M3C 基本被 M7C3 取代。GB/T 31936-2015 表 1 里的铸造牌号 ZCr15、ZCr20、ZCr25，就是按铬含量分的档。

牌号对了，还要看碳化物长成什么样。M7C3 在组织里是六角形杆状或者曲面板条状，理想状态是孤立的、不连续的块。一旦连成网，就等于在组织里铺了一张裂纹通道，受力时从网上裂开。

铬碳比偏高一些，碳化物网会断开。公开资料给出的区间是 Cr/C 在 8 到 10 时，网状结构明显被打断，变成不连续的块。但这不是越高越好，碳低了碳化物总量少，硬的骨架不够，耐磨性同样下来。

碳化物的体积分数也要看。Cr20 这一档，共晶碳化物大约占组织的四分之一到三分之一。占比低，骨架不密，基体磨得快，碳化物失去支撑就整块掉。

再说基体。高铬铸铁的基体可以是马氏体、奥氏体或者珠光体。马氏体基体硬度高，能把碳化物牢牢卡住；珠光体基体软，磨料先在基体上犁出深沟，碳化物露头以后没了支撑，接着崩掉。

公开资料里有个很直白的结论：基体里只要有百分之十左右的珠光体，耐磨性就明显下降。所以铸造辊热处理的真正目标，是把基体做成马氏体，同时把残余奥氏体控制在合适范围。

残余奥氏体不是越少越好。少量残余奥氏体在受力时会加工硬化，对韧性有帮助；量大了，初期硬度上不去，尺寸也不稳。这个平衡靠热处理工艺，不靠成分。

石墨这一项要看辊子类型。无限冷硬铸铁辊的工作层里有细小的石墨，形态和数量影响导热与抗热裂；球墨铸铁辊要看球化率，球化不好，韧性掉得厉害。

检验方法有标准可依。金相试样的制备和检验按 GB/T 13298-2015《金属显微组织检验方法》；灰铸铁的石墨分布、长度和基体组织按 GB/T 7216-2023《灰铸铁金相检验》评级；球墨铸铁的球化率按 GB/T 9441-2021《球墨铸铁金相检验》，这一版修改采用 ISO 945-4:2019。

取样位置很关键。铸造辊的组织沿截面是渐变的，外层冷得快、组织细，心部冷得慢、组织粗。判工作层要看距辊面 5 mm 到 10 mm 的位置，拿心部组织去判工作层，结论一定是错的。

试样来源有两种。一种从本体取，比如在辊端加长段切取；一种随炉浇注试块。试块的组织和本体不会完全一样，厚大截面的差别更大，所以重要辊子还是本体取样更靠谱。

低倍缺陷是另一条线。缩孔、疏松、夹渣属于铸造缺陷，按 GB/T 226-2015《钢的低倍组织及缺陷酸蚀检验法》做酸蚀，再对照评级图判级。这一项和金相是两回事，缩孔疏松怎么判，见铸造辊缩孔疏松怎么判。

有同行会问，铸造辊的内部缺陷用什么手段查。体积性的缺陷靠超声，按 GB/T 6402-2024 分记录水平和单点当量，验收定级见轧辊超声探伤，验收定几级。

硬度怎么和这些对上。31936 对不同辊位的硬度分档有规定，同一支辊上的硬度均匀度也给了限值，小口径 3 HRC、大口径 4 HRC。硬度落在档内、均匀度也在范围内，只能说明热处理到位，说明不了碳化物形态对不对。

所以验收要把几份报告一起看。硬度、化学成分、金相、低倍，四份对得上，才算把材质说清。只凭一张硬度单，很容易被一个漂亮的数字带过去。材质分档和硬度怎么配，见焊管轧辊材质怎么选，硬度配到多少。

出现早期沟槽磨损，先看三处。一是沟的方向，顺着轧制方向的长沟，多半是碳化物成网或者有大块夹渣；二是沟底有没有剥落坑，有坑说明碳化物失去了基体支撑；三是沟的位置，总在孔型圆角处，那是接触应力最高的地方，属于正常磨损偏快。

掉块则要看界面。碳化物与基体的界面如果干净、没有过渡层，受力时就是现成的裂纹源。这类问题改热处理能改善一部分，改不了成分。剥落和龟裂的分法，见焊管轧辊剥落的原因。

采购环节能做的，是把金相要求写进技术协议。不写，供方只按硬度和成分交货；写了，才多一道约束。写什么：碳化物以 M7C3 为主、不允许连续网状、基体以马氏体为主、残余奥氏体控制范围、取样位置距辊面多少毫米。

也要注意牌号和用途的匹配。挤压辊承受高温和大压力，硬度和组织要求和成型辊不一样，31936 里挤压辊的硬度档单独低一档。挤压辊为什么不能做得太硬，见挤压辊为什么不能做得太硬。

铸造辊和锻造辊的分工也要清楚。铸造能做出复杂孔型和大的辊环，成本低；锻造的组织致密、抗弯好，适合受力大的辊位。两者怎么选，见焊管轧辊为什么多用锻钢。

回到那支两周就磨出沟的辊。硬度 58 HRC 是真的，金相一看，碳化物连成网，基体里还留着不少珠光体。这个组合，硬度测得出来，耐磨性测不出来。

钢管动力是钢管行业的供需信息平台。轧辊采购、材质争议、检测机构对接这类事，可以在钢管动力发布需求信息，把牌号、辊位、失效情况写清楚，对口的人会直接找上来。

常见问题（FAQ）

数据来源：来自公开网络

本文由钢管动力平台整理，同步发布于微信公众号:钢标控