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例如,轧辊表面和芯部间的温差在70℃时轧辊会增加100MPa的纵向热应力,温差越大,增加的热应力越大。与产生脆性断口的轧辊相比较,产生韧性断口的轧辊的芯部材料韧性更好,更不容易出现断裂。
导致轧辊失效的应力共有四种:
一、制造过程中的残余应力;
二、轧制过程中的机械应力;
三、轧制过程中轧辊的组织应力;
四、轧辊内外温差造成的热应力。如果是因为制造残余应力过大产生断裂,断辊通常发生在轧辊初始上机使用的前几次,且为开轧的前几块轧材。此次断裂的轧辊已经上机轧制了四次,工作层消耗了14mm,因此不应是因制造残余应力形成的断裂。
应用粉末冶金技术中喷雾制粒与热等静压的配合工艺,生产的高速钢较之传统方法生产的钢材具有许多优点,如优良的机加工性能、韧性、硬度和热处理后的形状稳定性。应用HIP工艺生产的高速钢轧辊,与相同成分的铸造高速钢轧辊相比,碳化物更细小、均匀,而碳化物的形貌及分布对轧辊的热疲劳性能、抗剥落性能及韧性起决定性作用,因此HIP高速钢轧辊的综合性能明显优于铸造轧辊。此外,为了进一步提高耐磨性,HIP高速钢轧辊可采用更高的含碳量和合金含量,仍保持良好的碳化物形貌。用HIP工艺生产高速钢轧辊时,一般是用铸、锻钢材料制成辊芯,在辊芯外填充好辊身外层所用的高速钢粉末,抽真空后在1000℃以上高温和100 MPa以上压力下烧结成轧辊。由于HIP工艺设备需要耐高压,受设备限制,HIP工艺还只能生产小直径的高速钢轧辊。
基体组织中存在有共晶碳化物和伪共晶碳化物,被用于开坯连轧机架用辊、型钢轧机中间机架和精轧机架用辊。半钢轧辊用做热轧辊时,为提高耐裂性,成分中增加硅含量,成为石墨铸钢轧辊,集中了铸钢和铸铁二者的优点,大量用于钢坯热连轧机轧辊和型钢轧机轧辊。
三、 锻钢系轧辊
锻钢系轧辊通过冶炼、锻造、热处理,使轧辊辊身工作层具有均匀一致高硬度、高耐磨性和优良的抗事故能力,同时保证轧辊辊颈和辊身芯部具有一定的强度和高的韧性。锻钢轧辊具有的这一独特性能,使其在冷轧以及有色轧制方面,有着铸造轧辊不可替代的优势。
按使用条件,锻钢轧辊可分为锻钢热轧辊及锻钢冷轧辊,锻钢热轧辊主要用于热轧开坯及型钢粗轧辊,锻钢冷轧辊被广泛用于冷轧辊。锻钢冷轧辊使用要求高,辊身表面必须具有高而均匀的硬度,以保证冷轧带材或钢板的尺寸精度和良好的表面质量,辊身具有一定的淬硬层深度,具有高的抗事故能力,为此,对轧辊的原始组织要求很严,
三、 锻钢系轧辊
锻钢系轧辊通过冶炼、锻造、热处理,使轧辊辊身工作层具有均匀一致高硬度、高耐磨性和优良的抗事故能力,同时保证轧辊辊颈和辊身芯部具有一定的强度和高的韧性。锻钢轧辊具有的这一独特性能,使其在冷轧以及有色轧制方面,有着铸造轧辊不可替代的优势。
按使用条件,锻钢轧辊可分为锻钢热轧辊及锻钢冷轧辊,锻钢热轧辊主要用于热轧开坯及型钢粗轧辊,锻钢冷轧辊被广泛用于冷轧辊。锻钢冷轧辊使用要求高,辊身表面必须具有高而均匀的硬度,以保证冷轧带材或钢板的尺寸精度和良好的表面质量,辊身具有一定的淬硬层深度,具有高的抗事故能力,为此,对轧辊的原始组织要求很严,