冷轧辊材料断裂韧性试验研究

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1、上海交通大学硕士学位论文冷轧辊材料断裂韧性试验研究学校：上海交通大学学院：船舶海洋与建筑工程学院专业：固体力学学号：1100109086硕士生：姜晶晶导师：冯淼林研究员答辩日期：2013年1月上海交通大学船舶海洋与建筑工程学院工程力学系二零一三年一月万方数据ThesisSubmittedtoShanghaiJiaoTongUniversityfortheDegreeofMasterEXPERIMENTALSTUDYONFRACTURETOUGHNESSOFCOLDROLLMATERIALAuthor:JiangJingjingSpecialty:SolidMechanicsSu

2、pervisor:Prof.FengMiaolinDepartmentofEngineeringMechanicsSchoolofNavalArchitecture,OceanandCivilEngineeringShanghaiJiaoTongUniversityShanghai,P.R.China2013,01万方数据万方数据万方数据上海交通大学硕士学位论文摘要冷轧辊材料断裂韧性试验研究摘要随着现代工业的发展，巨大的钢铁产能导致了大量的轧制任务。因此，作为轧机的关键部件的轧辊大量被消耗。随着市场对钢材质量要求的不断提高，合金钢及难变形金属轧制的增加，对轧辊的使用条件要求也越

3、来越严格。轧辊在工作过程中承受着很大的轧制应力以及受到非定常热影响，产生断裂、剥落及磨损等失效形式。轧辊失效机理和寿命评价需要对轧辊材料断裂韧性做深入地研究。本文的研究工作主要集中于以下方面：(1)基于断裂理论，结合断裂韧性测试技术，考虑Cr5冷轧辊钢特性，选择KIC作为断裂韧性，开展Cr5冷轧辊钢的断裂韧性试验。通过制备三点弯曲试样和紧凑拉伸试样，研究辊身、辊颈表面的断裂韧性，辊身沿径向深度不同部位的断裂韧性，试样几何因素侧槽对断裂韧性的影响。(2)通过改变温度，研究了Cr5冷轧辊钢在温度变化条件下的断裂韧性。在353，323，293和273K环境温度下进行了断裂韧度试验，计

4、算得出Cr5钢材随温度变化的KIC值；结果显示，随着温度的降低Cr5冷轧辊钢的断裂韧度也相应减小；同时，本文从断裂韧度的角度，研究了温度变化条件下Cr5冷轧辊钢的适应性能。关键词：Cr5冷轧辊钢；断裂韧性；轧辊失效；轧制应力I万方数据上海交通大学硕士学位论文ABSTRACTEXPERIMENTALSTUDYONFRACTURETOUGHNESSOFCOLDROLLMATERIALABSTRACTWiththedevelopmentofmodernindustries,alargenumberofrollingtaskhavebeencausedbythetremendouspr

5、oductionofsteel.Asakeycomponentoftherollingmill,therollisamassiveconsumption.Therequirementinusingconditionofrollisbecomingmuchmorestrictwiththemarketqualityrequirementsforsteelcontinuouslyrisingandrollingtaskforalloysteelanduneasydeformationmetalgrowing.Duringtheworkprocess,therollisunderta

6、kenalargequantityofrollingstressandunsteadyheatleadingtosomefailureformssuchasfracture,peelandwear,etc.Itisofnecessitytodoresearchonfracturetoughnessofrollsinordertoobtaintherollfailuremechanismandlifeevaluation.Thisthesismainlyincludesthefollowingtwoparts:(1)Basedonthetheoryoffailure,combin

7、edwithfracturetoughnesstesttechnologyandCr5coldrollsteelcharacteristics,KICischosenasthetestparametersandtheexperimentsonfracturetoughnessforCr5coldrollsteelarecarriedout.Byusingthethreepointbendingspecimensandthecompacttensilespecimens,thefracture