冷轧机轧辊的疲劳断裂分析

研究分析疲劳断裂形成的机理,主要针对冷轧机轧辊疲劳断裂造成的轧辊脱皮事故进行了分析。通过理论与实际的结合采用宏观检测方法,明确了轧辊疲劳断裂的原因。     

轧辊断裂原因分析

采用化学分析、力学性能、金相组织、断口分析等方法研究了轧辊的断裂行为。结果表明,轧辊断裂是由于多源疲劳造成,材料热处理工艺不合理造成材料疲劳强度低是轧辊失效的主要原因。     

带钢轧辊失效分析

对断裂的轧辊进行报断口的扫描电镜分析，金相检验和硬度测定。发现其断裂的主要原因是因热处理操作不当，致使材料的强度与疲劳根限下降，从而导致辊颈处产生疲劳断裂，最终造成轧辊早期失效。     

轧辊的接触疲劳断口

轧辊的接触疲劳断口山东工业大学（济南２５００１４）孙玉璞郭小燕孙希泰王永珊１前言对某钢厂钢板４５０－三联机钢板轧机轧辊的表层剥落进行的失效分析发现，轧辊的表层剥落有深层剥落（蝶型剥落）、浅层剥落和边角剥落等３种形式。３种剥落断口都有明显的疲劳断裂特征...     

轧管机四孔轧辊辊颈损伤断裂分析

根据宏观检验、化学成分分析、金相组织检验及硬度测定结果,轧辊断裂的原因是辊颈表面发生两次损伤,破坏了表面的连续性,从而导致疲劳脆性断裂.     

高钒高速钢、高铬铸铁冷轧辊磨损试验研究

通过对高钒高速钢、高铬铸铁轧辊试样的冷轧模拟试验研究表明,高钒高速钢由于其均匀分布、形态较好的高硬度碳化物使其耐磨性大幅提高,在同等试验条件下为高铬铸铁试样的4.4倍.微观分析表明,轧辊试样磨损机理主要表现为疲劳剥落,浅层剥落主要表现为棘齿裂纹的萌生、扩展与断裂的过程;高铬铸铁轧辊试样深层失效主要表现为MC3型碳化物的断裂并形成裂纹源并在疲劳循环过程中断裂失效,高钒高速钢轧辊试样MC型碳化物有少量破碎并形成晶间裂纹源,主要失效方式表现为碳化物颗粒剥落,并对此进行了定性的力学解释.     

轧辊的脆断安全分析

轧辊表面通常处于极不利的工作条件。大量断辊事故表明:轧辊断裂的根源是表面横向裂纹,与轧辊突然断裂直接相关的是裂纹的失稳扩展。本文阐述了轧辊裂纹的成因及其假设,分析了轧辊内各种应力的计算方法,建立了轧辊应力强度因子的近似公式,讨论了轧辊的复合型断裂条件,为解决轧辊断裂问题提供了一个分析途径。     

Φ1300轧辊断裂失效分析

某化工公司卷板机轧辊在卷板过程中发生断裂事故,通过宏观微观检测、化学成分分析、金相显微组织分析等手段,对断裂的轧辊进行了失效分析.分析结果表明,轧辊心部的韧性不足是轧辊发生断裂的主要原因,并提出了相应的改进措施.     

热应力对热轧轧辊寿命的影响

本文从分析热轧板带轧辊温度场模型和辊内应力入手,进而分析轧辊的强度破坏和热疲劳破坏机理。认为热应力作用下的疲劳破坏是影响轧辊使用寿命的重要因素。并介绍了按断裂力学理论计算轧辊破坏应力的方法。     

高速钢轧辊的组织性能及失效机制

针对高速钢轧辊剥落试样,通过SEM对试样表面裂纹、内部裂纹和断口形貌进行了观察,同时对样品进行了EDS分析及硬度测试,研究了高速钢轧辊组织中碳化物种类、形态及分布,分析了影响疲劳裂纹形成、扩展因素,以及硬度和耐磨性变化的影响因素。结果表明:高速钢轧辊表面产生热疲劳裂纹的主要原因是由于轧辊受到剧烈的冷热温度交替变化,在辊表面产生严重热应变,出现热疲劳裂纹,扩展后造成剥落。裂纹萌生、扩展路径和方式与热疲劳或接触疲劳应力有关,减少轧辊中夹杂物的数量,细化夹杂物状态,改善轧辊组织中碳化物的形态和分布,有利于减轻热疲劳裂纹的萌生和扩展。     

4300 mm轧机支承辊新辊型的设计与研究

利用赫兹理论分析了支承辊和工作辊接触区的应力状态,结合现有的几种辊型倒角曲线,依据辊间接触应力均匀分布的原则提出了一种新的支承辊辊型倒角。利用ABAQUS有限元软件建立三维轧制模型,通过改变轧制力等参数对不同辊型倒角下支承辊的应力场、工作辊挠度以及钢板的厚度差做了分析和对比;结合有限元分析结果,利用FE-SAFE疲劳分析软件,并采用Brown-Miller疲劳损伤公式估算不同辊型倒角下支承辊的疲劳寿命,证明了新辊型对提高支承辊疲劳寿命的有效性。     

轧辊可靠性分析

针对轧制过程中轧辊存在的折断、表面剥落等失效问题,采用数值分析方法,结合累计损伤理论、损伤容限分析理论和疲劳可靠性分析方法,对轧辊的失效问题进行了研究,分析了轧制道次的场变量,对轧辊寿命进行了预测和可靠性计算。     

Cr5֧�й�ʧЧ����

 采用光学金相显微镜、超声波探伤和力学性能测试等方法对Cr5支承辊大面积剥落的原因进行了分析。宏观断口和探伤结果表明，该轧辊的剥落面经过了一段疲劳延伸过程，裂纹由硬化层底部起源，沿轧辊圆周，逆轧制方向发展。剥离块为辊身的硬化层，硬化层外表为马氏体，中部为索氏体，硬化层的底部组织为屈氏体。轧辊辊身传动侧存在的轧辊制造问题和热处理工艺不当是该次剥落的原因。     

挤压辊疲劳破坏的热力学分析

运用热力学理论,从解析分析、单元分析和挤压应力分析三方面对高频直缝焊管用挤压辊的破坏进行了研究,并指出减轻挤压辊疲劳破坏,延长其使用寿命的方法。     

磨煤机加载拉杆失效分析

采用化学成分分析、硬度测试、光学显微镜、扫描电镜等手段对断裂的辊式磨煤机加载拉杆进行了检测。结果表明,加载拉杆的断裂为弯曲疲劳断裂。拉杆经调质处理后进行大深度的机加工降低了表面材料的强度,表面尖而深的车加工沟痕引起局部的强烈应力集中,使拉杆的承载能力大大下降,是造成拉杆疲劳断裂的主要原因。     

不同加载频率下GCr15钢超高周疲劳行为的研究

分别采用常规和超声疲劳的试验方法,结合断裂力学理论以及FRASTA仿真,开展了GCr15钢超高周疲劳破坏行为的研究。结果表明,根据裂纹萌生位置的不同,疲劳破坏分为表面和内部破坏两种,其中内部破坏伴有granular bright facet(GBF)现象的产生,整个内部裂纹具有Fish-eye形貌特征。材料的疲劳S-N曲线呈现持续下降的趋势,ΔKGBF(4～4.2MPa·m1/2)是控制内部裂纹扩展的临界参数,超声疲劳试验提高了材料的疲劳强度,高强度钢的超高周疲劳行为的研究应采用常规试验为主,超声为辅的试验方法。     

高温滑动磨损与热接触疲劳试验机的开发

文章分析了国内外轧辊材料高温摩擦磨损试验机的特点及其存在的不足,在此基础上,研制开发了一台材料高温滑动磨损与热接触疲劳试验机,并进行了初步的实验。实验结果表明,该试验机可很好地模拟带钢生产过程中轧辊的摩擦磨损及热接触疲劳机理。     

大型锻钢冷矫直辊断裂失效分析与国产化

通过对进口矫直机的矫直辊断辊的断口形貌、材料的化学成分、机械性能及金相组织的检测与分析,发现冷矫直辊断辊是由于矫直辊的热处理不当导致其机械性能未达到设计要求而造成的.在此基础上提出了冷矫直辊国产化的技术指标,选用Cr5材料,改进加工工艺,实现了矫直辊的国产化.