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简析热轧辊热疲劳裂纹形成机理

  众所周知,轧辊内总是存在细小裂纹、夹杂、偏析等缺陷。这些缺陷在应力作用下,很容易发展为裂纹。此外,在应力作用下引起的表面塑性变形是由于金属内位错滑移、攀移等所产生的,如果位错移动受阻就会造成位错塞积,这样就引起晶体原子排列严重畸变,出现很大的应力集中。
  当轧辊表面温度大于开始弹塑性应变时的临界温度时,这些位错塞积引起弹性应力一应变,在热应力作用下就会逐渐产生晶粒内微裂纹。这些微裂纹的不断扩展,较终使轧辊表面出现网状裂纹。这些裂纹主要在轧辊表面的垂直方向和平行方向中发展。同时轧辊中的碳化物,网状碳化物也利于微裂纹的扩展。
  另外,轧辊表面的氧化物、冷却水、润滑剂等会挤入表面裂纹,并在轧制过程中产生较大的挤压力,从而加速表面成颗粒状、小片状剥落的过程。由此可见,增加轧辊材料的高温压缩屈服强度和高温拉伸屈服强度,对减少热疲劳裂纹的萌生是利的,同时,减少轧辊中夹杂物的数量和夹杂物的尺寸,也利于减少热疲劳裂纹的萌生。完善轧辊组织中碳化物的形态和分布,加强轧辊的塑性。
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