冷轧机轧辊的疲劳断裂分析.pdf

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1、《大型铸锻件》No．2HEAVYCASTINGANDFORGINGMarch2014冷轧机轧辊的疲劳断裂分析谷国刚(山东泰山钢铁集团有限公司新材料研究所，山东271100)摘要：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。关键词：冷轧机；轧辊；疲劳断裂中图分类号：TG316．1+92文献标志码：BAnalysisonFatigueFractureofColdMil1RollGuGuogangAbstract：Mainlyaiming

2、atthecoldmillrollskinpeelingofcausedbythefatiguefracture，themechanismthatcreatesthefatiguefracturehasbeenresearchedandanalyzed．Macroscopicexaminationhasbeenusedbymeansofthecombinationoftheoryandpractice，thecauseofthecoldmillrollfatiguefracturehasbeendetermined．Keywords：

3、coldmill；roll；fatiguefracture疲劳断裂是金属构件断裂的主要形式之一。上与应力轴相垂直，裂纹沿非结晶学平面或不严有关资料表明，在各类金属零件断裂分析中，疲劳格地沿着结晶学平面扩展。断裂约占80％，因此金属材料疲劳断裂的研究仍正应力及切应力引起的疲劳断裂如图1所然是值得关注的重点问题。本文主要研究分析了示。单机架6辊HC可逆冷轧机轧辊疲劳断裂造成脱2轧辊疲劳断裂断口的宏观形貌特征皮等事故的原因。典型的疲劳断裂从断口上可明显分为疲劳源1常见轧机轧辊疲劳断裂形态区、疲劳裂纹扩展区、瞬时断裂区。冷轧机轧辊在工作过程中

4、发生疲劳断裂的形由图2可以明显地看出，“AB”曲线是疲劳断态多种多样，有的局部脱皮，有的脱皮面积大于辊裂的疲劳源区，“c”区是疲劳裂纹的扩展区，“D”面长度的1／2，严重者则造成轧辊断裂。区、“E”区是瞬时断裂区。疲劳断裂的一般形式有两种，即由切应力引2．1疲劳源区起的切断疲劳和由正应力引起的正断疲劳。其它疲劳源区即是疲劳裂纹的萌生区。在疲劳断形式的疲劳断裂都是这两种基本形式在不同条件口上，它是一个光滑、细腻的小区域，用肉眼或用下的复合。低倍放大镜就能判断其位置。它是疲劳破坏的起轧机轧辊在工作过程中受力较为复杂，其断点，这个区域在整个

5、疲劳断口中所占比例很小，实裂面形态有多种多样，因此其断裂形式一般也是际在疲劳断口上通常指放射源的中心点或贝壳纹由正应力及切应力引起的复合断裂。的圆心。一般情况下，一个疲劳断口只有一个疲单纯由切应力引起的疲劳断裂的力学条件是切应力／缺口切断强度≥1，正应力／缺口正断强度<1。切断疲劳的特点是疲劳裂纹起源处的应力口口应变场为平面应力状态；初裂纹所在的平面与应力轴约成45。角，并沿其滑移面扩展。单纯由正应力引起的疲劳断裂的力学条件是正应力／缺口正断强度≥1，切应力／缺口切断强度<1。正断疲劳的特点是疲劳裂纹起源处的应力(a)正应力引起的疲劳

6、断裂(b)切应力引起的疲劳断裂应变场为平面应变状态；初裂纹所在的平面大致图1正应力及切应力引起疲劳断裂示意图Figure1Schematicdiagramofnormalstress&shearstress收稿日期：2Ol3—O6—05generatingthefatiguefracture19