高速轧钢机用轧辊早期失效原因分析(1).pdf

第36卷?第3期2011年3月HEATTREATMENTOFMETALSVol?36No?3March2011高速轧钢机用轧辊早期失效原因分析杨?川,高国庆,崔国栋(西南交通大学材料科学与工程学院,四川成都?610031)摘要:采用光学显微镜、扫描电镜及能谱分析等测试方法,对高速轧钢机用轧辊早期失效原因进行分析。结果表明,轧辊失效的原因是材料离心铸造过程中钒铁未能完全溶解,使热处理后材料的组织与硬度没有达到要求,并提出改进措施。关键词:高速钢轧辊;早期失效;离心铸造;改进措施中图分类号:;??文献标志码:A??文章编号:0254?6051(2011)03?0106?03Earlyfailureanalysisofrollerusedinhigh?speedsteelrollingmillYANGChuan,GAOGuo?qing,CUIGuo?dong(SchoolofMaterialsScienceandTechnology,SouthWestJiaotongUniversity,ChengduSichuan610031,China)Abstract:Theearlyfailurereasonoftherollerusedinhigh?speedrollingmillwasstudiedbyOM,?ironduringrotarycostingprocesswhichthenleadstothemicrostructureandhardnessofthematerialsheat?:high?speedsteelroller;earlyfailure;rotarycasting;improvingmethod收稿日期:2010?09?03作者简介:杨?川(1954?),男,江苏淮安人,教授,博士,主要从事材料表面技术与失效分析方面研究。联系电话:028?87600725,E?mai:******@.??轧辊种类繁多,常用材料有镍铬无限冷铸铁、贝氏体球铁等。但由于耐磨性偏低,在20世纪80年代又开发出高速钢材料的轧辊,由于性价比高受到轧钢业欢迎,在我国这类轧辊基本依赖进口[1]。目前国内一些企业也在积极研制,但经常出现寿命偏低的问题[2?3]。如某材料公司一直从事研制高速轧钢机上高速钢材料轧辊,采用离心铸造的方法成型然后进行热处理。具体工艺路线如下:配置合金?熔炼?离心铸造?退火?机加工?热处理(淬火与回火)?精加工(采用立方氮化硼刀具),主要化学成分(质量分数,%):、、17W、、、,Fe余量。投产以来用这种材料生产的轧棍质量一直较好,可以稳定轧制1500t左右的钢材。但是最近生产的一批轧辊仅轧制300t后表面即出现块状剥落现象,导致轧辊早期失效。通过宏观观察,发现这批轧辊的外表面存在一些肉眼可见的白色区域,而块状剥落现象均发生在这些白色区域。本文对这批轧辊寿命偏低的原因进行分析,希望对高速钢轧辊国产化起到一定的促进作用。1?试验方法1)对失效轧辊的表面进行观察,从轧辊的剥落区域与未剥落的区域分别用线切割机截取尺寸为10mm?10mm?30mm的样品进行金相组织分析,金相显微镜型号OLYMPUSGX51。2)对不同区域的组织进行显微硬度测试。硬度计型号HXD?1000TM,载荷100g。3)用扫描电镜观察不同区域的微观组织,并测定不同区域的成分。2??宏观和微观组织观察与显微硬度测试经过腐蚀后肉眼观察发现,这批轧辊表面颜色与正常生产的轧辊颜色有所不同。正常轧辊表面一般呈黑灰色,但是这批轧辊表面有些区域是黑灰色,另一些区域出现肉眼可见白色区域(见图1)。而轧辊表面发生剥落的区域均在这些白色的区域,显然轧辊的早期失效与这些白色区域的出现密切相关。分别在白色区域与正常区域截取样品进行显微组织观察,结果见图2。图1??Whitezoneontherollersurface第3期杨?川,等:高速轧钢机用轧辊早期失效原因分析107??图2?轧辊正常区域(a)与白色区域(b)显微组织???Microstructureofthenormalzone(a)andwhitezone(b)intherollers??500??由图2(a)可见,轧辊正常区域典型的微观组织是黑色区域加条状与点状的碳化物。黑色区域是回火马氏体,该区域的显微硬度为620~。