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轧辊断裂原因

一、脆性断裂，此类轧辊断口形状较为平整，断口周围辊身表面较为齐整；

二、韧性断裂，此类轧辊断口形状多呈"蘑菇头"状，断口附近的辊身均成粉碎状破碎。

将二者比对发现，此次断辊事故的断辊形式为韧性断裂。脆性断裂和韧性断裂都是因为轧辊应力超过芯部强度造成的。

其产生原因与轧辊本身残余应力，轧制时机械应力以及轧辊热应力有关，特别是当辊身的表面和芯部的温差大时更容易产生。这种温差可能由不良的辊冷却，冷却中断或在新的轧制周期开始时轧辊表面过热引起。轧辊的这种表面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残余应力超过轧辊的芯部强度时引起断辊。




使钢水凝固后与锻钢轴形成冶金结合。随着钢液不断注入，不断凝固，结晶器向上移动，最终形成外层为高速钢，辊芯和辊颈为锻钢的复合轧辊。由于外层材料经电渣精炼，洁净度高，可满足冷轧的要求，用作冷轧工作辊。日本日立公司用ESR法生产了尺寸为φ425 mm × 1880 mm的冷轧半高速钢轧辊。ESR法存在的 问题是成本较高，且难以制造较大的轧辊，另外，电渣渣料中含较多的CaF，会逸出HF、SiF4、SF6等有害气体，危害工人健康，造成环境污染。ESR法生产的半高速钢辊坯经轻锻后，在1060℃淬火和500℃回火后加工成轧辊，表面硬度为97 HS，有良好的耐磨性和抗事故能力。 我国科学家也发明了电渣熔铸制造复合轧辊方法。以预先制造好的辊芯为电渣熔铸的内结晶器，以需复合的轧辊外套层材料为电渣熔铸的自耗电极。该装置外结晶器的内径和连体双U形坩埚金属液出口的直径等于需复合的复合轧辊的外径；自耗电极的熔化速率控制在100-1000 kg/h。自耗电极可为一根或两根以上。该方法可使复合轧辊获得较窄的过渡层和良好的复合性能。



高硼钢轧辊是高性能轧辊，在稳定轧制工艺、提高负差控制水平、提高综合成材率、提高产能及降低工艺成本等指标方面发挥显著作用，在棒材生产线应用性价比高。为了提高棒材厂主体生产车间各类经济技术指标，引入新材料高硼钢轧辊。高硼钢轧辊硬度高，数值在HS75-80，普通轧辊机床加工能力达不到要求，轧辊孔型机加工难度大，制约着高硼钢轧辊在棒材生产线的稳定应用。一是机床刚性不能满足高硼钢轧辊的加工能力，在机加工过程中吃刀抗力大，震动剧烈，直接影响轧辊的加工精度及机床的使用寿命；二是刀具的加工性能制约轧辊加工能力，通用类轧辊加工刀具硬度在HS80-85之间，与高硼钢轧辊的硬度非常接近，通用类刀具加工高硼钢轧辊会快速增加刀刃及后刀面磨损量，刀具急剧钝化，无法稳定加工。




1）碳化物硬度高。以往使用的轧辊，其基体上分布的多为Fe3C型或M7C3型共晶碳化物，组织粗大，硬度较低。高速钢轧辊一般采用高C、高V型高速钢，另外还含有较多的Cr、Mo、W、Nb和Co等合金元素，在凝固和热处理过程中，这些合金元素形成了一次和二次碳化物。高铬铸铁轧辊碳化物是M7C3（2500 Hv）和M23C6（1600 Hv）。无限冷硬铸铁轧辊中，碳化物是Fe3C（l300 Hv）。而高速钢轧辊主要含有MC（3000 Hv）、M7C3（2500 Hv）和M6C（2000 Hv），它能替代一般轧辊，从而提高耐磨性。另外，随着V含量增加，高速钢组织中骨骼状的M6C型碳化物向粒状的VC型转化。

2）热稳定性好。高速钢轧辊中含有较多的W、Cr、Mo、V和Nb等元素，具有较好的热稳定性，研究发现，普通轧辊材质的硬度随温度升高而明显下降，而高速钢轧辊在600℃仍保持有500 Hv，这必将大大提高轧辊的耐磨性。特别是当添加分布于基体组织的Co元素时，这种倾向更加明显。


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