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维普资讯 第l4卷 第4期 江 苏 工 学 院 学 报 Vo1．14N04 7 一7十 无缝钢管轧辊断裂分析 ： 程 燮 忠 (材蚪研究所) 摘 要 本文对 断裂失效 的无缝钢 管轧辊进 行 了分析。阐述 了断裂过程 中唛化妆 所起 的作 用，指 出T唛化妆是裂垃泺中 。 关键词丝 苎! 堡 元蕴乍冈管 中国分类号 TG333．17 热轧 是 目前生产 中主要的成形工艺之～，直接与轧制件相接 触的轧辊对轧制件施加 变 形力，并控制成形，在轧制过程 中起着决：毛作用。轧辊的质量好坏直接影响热轧生产，其 寿命长短直接影 响轧制生产率，因此，选泽轧辊材质就成为一项很重要的工作。 1 轧辊材质应具备的特性和材质特性值 轧制钢材的轧辊，其作用有两个方面；一是确保钢材 的形状 、尺寸和表面质量}二是 确保轧辊使用周期和轧制效率。为此，一般对轧辊的基本性能要求为： (1)强韧性 (耐折断性)。在使用过程 中，轧辊承受反复的弯 曲应力、热应力、咬入 时的冲击力等。作为材料的特性值主要是机械性能、疲劳强度、破坏韧性值等。 (2)耐磨性 。轧辊不 因与轧材接触而产生较大的磨损。作为材料特性值为磨损试验 值、硬度、显微组织等。 (3)耐热裂性。轧辊反复与高温轧件凌触和经水冷后不产生热龟裂。作为材料特性值 为热龟裂试验值和热疲劳试验值等。 (4)耐表面粗糙性。不因热裂和磨损等造成严重的表面粗糙。作为材料特性值为热疲 劳性能、硬度及组织的致密度和均匀性。 (5)澡硬性。在轧辊断面上，从表面到 中心的硬度均匀，变化微小。 目前常用的轧辊材料为强韧性较好的津墨铸铁。其基体组织 由珠光体、索 氏体、贝氏 体、马氏体和结晶析 出物即析 出渗碳体和特殊碳化物组成 。由于它们的配合不屁，金属的 特性也有所变化，从而满足各种工况下工咋的轧辊性能要求。 收穑 日期：1992—12—07 维普资讯 第4期 程燮忠婷 无缝铜管轧辐断裂分析 7l 2 轧辊工作状态分析 在轧制过程 中，轧辊所承受的负荷及作用力是非常复杂的。承受的基本应力有下列三 类： (1)摩攘应力。该应力是驱动轧绊的驱动力。 (2)热应力。轧辊与轧件间相对滑动摩攘产生热量以及热轧件的热量传递给轧辊，冷 却水的冷却，使轧辊反复的急冷急热而产生热应力。 (3)机械应 力。轧制过程 中，轧辊与轧材之间产生的接触应力、驱动轧材时承受的切 向应力即剪切力，以及轧辊变形时承受的弯曲应力和扭转应力。 这些应力均为循环 的交变应力，易使轧辊产生癌劳 ，从而导致轧辊表面产生细微裂 纹、网状热龟裂纹，严重时甚至导致轧辊的断裂失效 。 3 无缝钢管轧辊的断裂分析 无缝钢管轧辊 的工况条件是非悖复杂的。轧制过程 中轧辊承受的 负荷高达 500 2 000t／轧辊，同时还要与高温轧材相接触，轧材温度为 l250～800C[‘因此，轧辊在工 作过程 中，表面会出现大量的微裂纹 ．网状热龟裂纹，这些裂纹并向轧辊 内部延伸，从而 导致轧辊的失效断裂。 作者对工作后断裂失效的无缝钢管轧辊进行了分析，研究轧辊断裂的原因。 玉l 轧辊材质厦组数分析 轧辊材质为球墨铸铁。组织为上贝 氏体和碳化物，轧辊石墨和基体组织见图 1，2 图 1 石墨组织 x100 圈2 基津：上 皿氏俸+碳化物 x300 Fig．1 Graphitestructure