冷轧支撑辊和工作辊剥落机理及有效预防措施.docxVIP

冷轧支撑辊和工作辊剥落机理及有效预防措施强1 ,悦中福2姚[ 1 . 天津里碑冷轧板材有限公司企业发展规化部 ,天津 300200 ;2 . 加拿大佳林 (上海) 公司 ,上海 200122 ]摘 要 :介绍了冷轧支撑辊及工作辊早期失效的主要原因 。论证了轧辊自动超声波检测系统的主要功能以及在预防轧辊早期失效所作出的贡献 。关键词 : 冷轧支撑辊 ;冷轧工作辊 ;剥落 ;裂纹 ;超声波探伤仪中图分类号 : T G115 . 28 文献标识码 : A文章编号 :100120777 (2008) 0520045207Mechan ism of Spall ing of Work Roll and Backup Roll f or Col dMill and Eff ect ive Preventive Mea suresYA O Qia ng1 ,YU E Zho ng2f u2[1. Tianjin Libei Cold Rolled L td , Tianjin 300200 ,China ;2. Canada Korlin Holding (Shanghai) Ltd ,Shanghai 200122 ,China ]Abstract : The ca use s of f ail ure in ea rly stage of wo r k roll and backup roll fo r cold mill were di scussed in t he pap er .The main f unctio ns of a uto matic ult ra so nic inspectio n system fo r roll a nd it s eff ect s o n p reventi ng early sp alling of roll were demo nst rated.Key words : backup roll fo r cold mill ; wo r k roll fo r cold mill ; spalling ;crack ; ult ra so nic detectio n轧辊是轧钢生产的重要工具 ,价格非常昂贵 ,尤其是冷轧板带用的锻钢支撑辊及工作辊 。近年来 , 为提高产量及减少换辊周期 ,价格更贵 、硬度更高及 淬硬层更深的高合金辊被广泛使用 。因此 ,减少轧 辊的早期失效及降低生产成本显得日益重要 。在冷轧 板带生产过程中 ,轧辊处于复杂的应力状态 。轧制负荷引起的支撑辊与工作辊间的接触应力 、带钢跑带粘 铁造成的机械及热冲击容易使轧辊损坏 。轧辊损坏的 形式主要为剥落 ,因此 ,探究轧辊剥落机理以便早期发 现裂纹和预防剥落是延长轧辊使用寿命的有效途径 。1 由次表面开始的剥落机理1 . 1 断口分析这种类型 剥 落 多 发 生 在 支 撑 辊 。其 断 口 有 3种典型形式 : 第 1 种剥落较浅 [ 图 1 ( a) ] ,断口中麻坑密集呈 疏 松 状 是 典 型 的 接 触 疲 劳 剥 落 , 箭 头 所 示麻坑底 部 尖 状 凹 坑 为 初 始 裂 纹 形 成 处 , 剥 落 由 次表面裂纹发 展 形成 ; 第 2 种 剥落 [ 图 1 ( b) ] 面 积 大深度较 深 , 小 箭 头 所 指 光 滑 的 细 长 窄 带 为 疲 劳 发展落径 ,从其发展方向看是由密集麻坑处 ( 大 箭 头所示) 进一步发展而来 ; 第 3 种剥落 [ 图 1 ( c) ] 为 最严重的 支 撑 辊 端 部 掉 肩 剥 落 , 是 第 2 种 形 式 剥 落的进一步发展 。1 . 2 次表面裂纹的产生及剥落形成上述断口分析说明因接触疲劳使次表面裂纹形 成并扩展成剥落 。接触疲劳极限与材料硬度有关 ,支 撑辊辊身硬度比工作辊低 H SD 2 0～30 ,接触疲( a) 接触疲劳剥落 ; ( b) 深层剥落 ; (c) 掉肩剥落图 1 由次表面开始的剥落断口Fig. 1 Spalled f racture originated f rom subsurface作者简介 :姚 强 ( 19692) 男 ,大学本科 ,工程师 ;E2ma il : yao qiang512 @si na . co m修订日期 : 200820320346物理测试第 26 卷劳多发生在支撑辊 。支撑辊在相同循环次数条件下承受较高应力部分的材料疲劳寿命短 ,裂纹产生早 。 如图 2 所示 ,正常轧制时支撑辊与工作辊处于纯滚动状态 ,在接触压应力 P 作用下影响疲劳破坏 的剪应力有两个 :一个是与 X Y 轴成 45°角的主切应力τ45 ; 另一个是正交切应力τyx 。前者最大值τ45