1.一種新型高碳石墨鋼輥環,其特征在于:該新型高碳石墨鋼輥環的三層化學成分為:外層化學成分C:2.30-2.50%;Si:1.40-1.60%;Mn:0.50-1.00%;Cr:0.50-1.00%;Ni:3.00-3.50%;Mo:0.50-1.00%;V:0.30-0.60%;Nb:0.30-0.50%;P≤0.025%;S≤0.025%;Ba+Ca≥0.45%;Re≥0.20%;中間層化學成分C:2.00-2.20%;Si:1.40-1.60%;Mn:0.60-0.80%;Cr≥0.30%;Ni≥0.20%;Mo≥0.15%;P≤0.025%;S≤0.025%;芯部化學成分C:1.20-1.50%;Si:1.35-1.65%;Mn:0.50-0.80%;P≤0.025%;S≤0.025%。余量為Fe及少量殘余元素。
2.根據權利要求1所述的一種新型高碳石墨鋼輥環,其特征在于:所述新型高碳石墨鋼輥環澆注時,澆注溫度為液相溫度+60-80℃。
3.根據權利要求1所述的一種新型高碳石墨鋼輥環,其特征在于:所述新型高碳石墨鋼輥環表面硬度為65-75HSD,輥環表面至孔型槽底硬度落差≤2HSD。
4.根據權利要求1所述的一種新型高碳石墨鋼輥環,其特征在于:所述新型高碳石墨鋼輥環基體金相組織為:球狀石墨+Mo2C6、NbC、V4C3粒狀碳化物+貝氏體+少量馬氏體。
5.一種新型高碳石墨鋼輥環的制備方法,其特征在于包括以下步驟:
步驟一、確定化學成分:該新型高碳石墨鋼輥環的三層化學成分為:外層化學成分C:2.30-2.50%;Si:1.40-1.60%;Mn:0.50-1.00%;Cr:0.50-1.00%;Ni:3.00-3.50%;Mo:0.50-1.00%;V:0.30-0.60%;Nb:0.30-0.50%;P≤0.025%;S≤0.025%;Ba+Ca≥0.45%;Re≥0.20%;中間層化學成分C:2.00-2.20%;Si:1.40-1.60%;Mn:0.60-0.80%;Cr≥0.30%;Ni≥0.20%;Mo≥0.15%;P≤0.025%;S≤0.025%;芯部化學成分C:1.20-1.50%;Si:1.35-1.65%;Mn:0.50-0.80%;P≤0.025%;S≤0.025%。余量為Fe及少量殘余元素。
步驟二、澆注:該新型高碳石墨鋼輥環采用離心三層復合鑄造工藝,通過加入特殊碳化物元素V、Nb、Mo等合金,液相溫度至+120-150℃出鋼,加BaCa0.30-0.60%球化處理,球化后加0.50-0.60%CaSi孕育劑孕育,然后鎮靜3-8分鐘澆注。
步驟三、冷開箱熱處理:經冷開箱特殊熱處理,得到輥環表面硬度、基體金相組織符合要求的成品。
6.根據權利要求5所述的一種新型高碳石墨鋼輥環的制備方法,其特征在于:所述步驟二為:通過離心澆注,先澆注外層,再澆注中間層,中間層作為外層和芯部的連接層,減少兩種不同材質的鋼水澆注時的排他性,最后澆注芯部。
7.根據權利要求5所述的一種新型高碳石墨鋼輥環的制備方法,其特征在于:所述步驟三為:在熱處理時先擴散退火,消除大部分鑄造應力,再通過2-3次正火+回火和水噴淬處理等工藝,使輥環形成更合理的結晶組織,達到符合設計要求的目標。