钢球轧辊专用钢SWH13性能介绍及应用效果
摘要：钢球热轧辊模具是生产钢球设备的关键部件，其工作条件十分恶劣。在高温剪切、高温挤滚压的生产环境中，轧辊模具在长时间的高温、高压、剪切、挤压、钢球滚动成型、轧辊水冷却等所产生的热应力、剪切应力、挤压应力和滚动产生摩擦应力、水冷却产生的冷热疲劳等多重多方向应力作用下，用H13钢生产的轧辊模具极易因磨损、疲劳裂纹及塑性变形、应力开裂而失效。特别是轧辊进料口及前段处，会出现早期崩裂、磨损、塌陷、变形粘模失效。
H13轧辊失效原因分析
一：轧辊进料口及前段处是属于剪切、辊断、辊送的前阶段，因为此阶段受多重多方向应力作用，且应力集中，承受的应力最大，导致轧辊进料口前阶段提前磨损、崩裂、变形失效而导致整个轧辊失效。二：H13钢抗高温性能，抗疲劳性能、抗磨损性能和综合机械性能，力学性能比较有限，在≥560℃高温下工作时间超过5小时，容易产生轧辊退火，硬度急剧下降即变形失效，在长时间循环水冷却下，容易产生表面疲劳裂纹（龟裂）即磨损开裂失效，在多方向应力作用下容易崩裂失效。
生产成本
H13钢轧辊模具结构较为简单、成本较低，但生产中因轧辊模具早期失效而导致的过钢量少，钢球生产成品率低。轧辊失效更换合格的轧辊需要停机停产，且更换轧辊耗费时间长，造成生产成本居高不下，并影响交货期。所以提高钢球轧辊模具的使用寿命是钢球生产中亟待解决的一个重要问题。
新型SWH13“三微化”热作模具钢机械性能
SWH13“三微化”热作模具钢是根据我国目前热作模具钢的使用失效情况，结合欧洲热作模具钢的最新生产工艺，在原来热作钢的基础上进行化学成份精确配比、冶炼工艺改进、热处理工艺多元化，锻造工艺多向化、球化退火热处理分级化等，采用“三微化”生产工艺，保证SWH13模具机械性能及力学性能全面大幅度提高，使SWH13模具钢力学性能（抗疲劳强度、红硬性、高温耐磨损）比传统的H13钢有突破性提高，模具使用寿命也相应大幅提高，特别是应用在钢球轧辊模具，钢球产量得到大量提升。
机械性能对比
材料名称 生产工艺 抗拉强度 屈服强度 延伸率δ 断面收缩率 冲击韧度 断裂韧性 硬度
σb/（MPa） σs/（MPa） δ/% ψ% αk/J/cm2 KIC/Mpa1/2 HRC
H13 国家标准 1407 1212 10.1 40.6 21.8 46.7 48
SWH13 结合欧洲“三微化”生产工艺 1648 1458 15.3 56.7 39.6 85.6 50
应用效果及实例
材料名称 应用场景 使用寿命 失效原因 示例图
H13 50mm耐磨球轧辊模具 一次使用过钢量280吨左右，二次无法使用 热疲劳龟裂，塌陷，变形、掉块、开裂失效（一次使用失效图）
SWH13 50mm耐磨球轧辊模具 一次使用过钢量480吨左右，二次使用过钢量450吨左右 正常磨损失效，（一次使用后修改模具后二次使用效果图）