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    高铬铸钢铸件断裂原因剖析及预防举措

    类别:行业动态   发布时间:2020-03-26 16:33:15   浏览:

      1断辊原因剖析离心复合高铬铸钢铸件轧辊辊身典型的开裂方式有两种,一种为脆性开裂,此类轧辊断口形状较为平坦,断口周围辊身外表较为整齐;另一种为耐性开裂,此类轧辊断口形状多呈"蘑菇头"状,断口附近的辊身均成破坏状破碎。将二者比对发现,此次断辊事端的断辊方式为耐性开裂。脆性开裂和耐性开裂都是因为轧辊应力超越芯部强度形成的。

      其发作原因与轧辊本身剩余应力,轧制时机械应力以及轧辊热应力有关,特别是当辊身的外表和芯部的温差大时更简单发作。这种温差可能由不良的辊冷却,冷却中止或在新的轧制周期开始时轧辊外表过热引起。轧辊的这种外表和芯部间的巨大温差引起较大的热应力,当较大的热应力,机械应力以及轧辊的剩余应力超越轧辊的芯部强度时引起断辊。例如,轧辊外表和芯部间的温差在70℃时轧辊会添加100MPa的纵向热应力,温差越大,添加的热应力越大。与发作脆性断口的轧辊相比较,发作耐性断口的轧辊的芯部材料耐性更好,更不简单出现开裂。

      导致轧辊失效的应力共有四种:一是制作过程中的剩余应力,二是轧制过程中的机械应力,三是轧制过程中轧辊的安排应力,四是轧辊表里温差形成的热应力。

      如果是因为制作剩余应力过大发作开裂,断辊一般发作在轧辊初始上机运用的前几次,且为开轧的前几块轧材。此次开裂的轧辊已经上机轧制了四次,作业层消耗了14mm,因而不应是因制作剩余应力形成的开裂。

      如果是因为机械应力发作的开裂,需要很大的机械应力。经大略核算,如此大截面的高铬铸钢轧辊若被机械应力拉断,则需要100MN以上的拉力,关于该轧辊作业的轧机来说这是不可能的。轧辊受力最大的部位是传动端辊颈,如果材料的力学性能指标不足,正常轧制情况下首先损坏的是传动端辊颈。从实践轧制和断辊情况来看,不是因为机械应力形成辊身开裂。

      对安排应力影响最大的便是外层安排中剩余奥氏体含量。剩余奥氏体在轧制温度,轧制压力和水冷的交变作用下,发作奥氏体向马氏体或贝氏体的转变,因为奥氏体的比容小,而马氏体的比容大,因而在安排转变的过程中伴跟着体积的膨胀,会致使轧辊的作业层发作更大的压应力,芯部发作更大的拉应力,芯部应力一旦超越材料的强度,必然形成轧辊开裂。考虑到剩余奥氏体对安排应力的影响及热带连轧机轧辊的作业条件,一般轧辊的剩余奥氏体含量控制在小于5%即可确保安全运用。该开裂轧辊的外层安排中剩余奥氏体含量小于1%,故安排应力能够忽略不计。

      轧辊开裂也可能与温度不均匀形成的热应力有关。轧辊在上机运用过程中,因为与轧材的严密接触,轧辊外表温度敏捷上升,而轧辊芯部的温度上升较慢,这时轧辊面和轧辊芯部之间的温差处于最大值,温差引起的轧辊热应力也处于最大值。如果轧辊的热应力和轧辊的剩余应力相叠加,而且超越了轧辊芯部的强度极限时就可能发作轧辊开裂的事端。

      综上所述,结合断辊照片,能够得出断辊的主要原因是轧制过程中发作较大热应力的定论,因为该辊的失效方式是辊芯拉应力断辊,轧辊外层,芯部安排正常,断口无铸造缺陷。

      针对上述剖析,对发作断辊的轧机进行了调查,发现冷却水管中部未见喷水嘴。这会形成冷却水不能直接喷到辊面上,然后下降冷却作用,添加轧辊的热应力。

      2开裂防止方法。

      防止开裂应该从减小制作剩余应力,机械应力,安排应力和热应力四方面进行。一般情况下大部分制作剩余应力会在热处理过程中消除,而且会跟着轧辊的存放时刻延伸而逐渐消除,因而新轧辊存放一段时刻再运用,能够下降断辊风险。避免较大机械应力的方法主要是避免过冷钢。下降安排应力的方法是通过热处理将辊身作业层剩余奥氏体含量控制在小于5%以下。减小热应力的方法是在轧钢过程中对轧辊进行杰出的冷却。

      3定论。

      制作剩余应力,机械应力,安排应力和热应力是形成高铬钢轧辊开裂的主要原因,杰出的热处理,轧制条件和冷却能够有用防治高铬钢轧辊开裂。


     

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