高铬铸铁轧辊断裂原因分析.pdf

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1、连续铸造种铸造及有色合金2013年第33卷第1O期高铬铸铁轧辊断裂原因分析摘要针对某公司高铬铸铁轧辊断裂事故，通过外观检测、硬度测量、SEM断口扫描、能谱分析和金相组织观察，研究了轧辊断裂的原因。断口宏观观察到裂纹源区、裂纹扩展区和瞬断区；SEM断口扫描发现轧辊断裂为典型疲劳断裂，断裂方式为穿晶断裂；能谱分析显示大量析出的碳化物为MC。、Mz。C、MoC等，组织中类球状黑色物质是由石墨和少量的氧化物夹杂组成；金相组织中共晶碳化物沿晶界呈网状分布，这有可能是造成轧辊疲劳断裂的原因。关键词高铬铸铁；疲劳断裂；SEM断口扫描；能谱分析；共晶碳化物中图分

2、类号TG333．17文献标志码A文章编号1001—2249(2013)10一Og57一O3FractureAnalysisofHighCrCastingIronRollerLiuYuqing，WangKaikun，HuShuiping。(1．SchoolofMaterialsScienceandEngineering，UniversityofScienceandTechnologyBeijing；2．NationalEngineeringResearchCenterofAdvancedRolling，UniversityofScienceandT

3、echnologyBeijing)Abstract：AimedatcrackaccidentofhighCrcastironrollerfromacompany，throughanalyzingtheap—pearance，thefracturemicrostructurewiththehelpofSEM(scanningelectronmicroscope)，thehard-nessmeasurememt，theenergyspectrumandthemicrostructure，originationofthecrackinhighCrcas

4、tironwasapproached．Macro—fractureischaracterizedbycracksourcearea，propagationareaandinstan-taneousfaultarea．SEManalysisshowsthatthecrackoftherollerischaracterizedbyfatiguefracturewithtransgranularcrack．TheenergyspectrumreveaIthatthecarbideiscomposedofM7C3、M23C6、Mo2CandSOon，an

5、dsphericalblackphaseconsistsofgraphiteandsomeoxideinclusion．Theeutecticcarbidewithnet—likeshapeisdistributedalongthegrainboundary，whichmightberesponsibleforthecrack．KeyWords：HighCrCastingIronRoller，FatigueFracture，SEM，EnergySpectrum，EutecticCarbide高铬铸铁由于具有较高的硬度和良好的耐磨性，作分析、能谱分

6、析和金相检测等一系列方法对高铬铸铁轧为一种轧辊材质而被广泛使用。高铬铸铁组织为马氏辊断裂事故进行分析。体+共晶碳化物+少量的颗粒状的碳化物。在Cr、Ni1试验材料与方法等合金元素的作用下，原先的碳化物会形成球状或类球状的MC。和M。。C。等碳化物分布在基体上，这将使轧1．1试验材料辊的硬度和耐磨性能显著提高，并且降低高硬度相的脆试样取自某公司的高铬铸铁断裂轧辊，断裂位置在化作用。基体组织中的片层状石墨可以大大提高铸件轧辊辊径，距离端部距离约为900mm处，轧辊尺寸为在高温作用下的耐磨性能和热强性能[1q]。1100mm。在轧辊断裂第一时间内，在断

7、口部位，从轧辊断裂在生产中时有发生，造成轧辊断裂的原因轧辊芯部到工作层依次取5个样，并做好标记。主要有以下几种[4]：①使用不当，如烫辊不当使轧辊外层及芯部产生较大的热应力，造成轧辊断裂；②轧辊1．2材料制备与试验方法设计不当，如元素含量超标，结构不合理；③热处理不当在洛氏硬度计下测量试样硬度；用扫描电镜观察断会导致轧辊金相组织分布不均，晶粒粗大等，组织恶化；口的显微结构；用能谱分析仪进行能谱分析；用切割机④长期使用保养不良，导致轧辊疲劳强度降低，在周期将试样切割成6mmX10mm的圆柱形试样，经镶样、性轧制力作用下轧辊发生疲劳断裂。本课题通过化

8、学打磨、抛光，用体积分数为4％的酒精硝酸溶液腐蚀后成分分析、外观检查、硬度测量、扫描电镜(SEM)断口在金相显微镜下观察。收稿日期：20