轧辊失效分析
轧辊的失效及其修复---激光焊接修复前景
轧辊的失效及其修复---激光焊接修复前景(2009-04-14 12:44:46)标签：杂谈分类：焊接0前言轧辊的质量和使用寿命，直接关系到轧制生产的生产效率、产品质量及生产成本。
我国轧辊材料供应不足、价格较高，一旦轧辊表面磨损失效，整个轧辊报废，将造成巨大的材料浪费。
如何修复失效轧辊，一直是轧辊制造业面临的重大问题。
轧辊失效的最普遍原因是早期磨损失效。
而轧辊的耐磨性决定于轧辊工作表面的硬度，通过合理的热处理方式可以满足轧辊的硬度要求。
本文比较了轧辊修复常用的几种表面热处理工艺，同时展望了激光表面合金化热处理工艺修复轧辊的发展前景。
1轧辊概述轧辊是使（轧材）金属产生塑性变形的工具，是决定轧机效率和轧材质量的重要大型消耗性部件。
轧辊的主要技术指标有强度、硬度、耐用性及耐热性（热轧工作条件下）。
轧辊根据其工矿条件分为冷轧辊和热轧辊，下面分别介绍。
1.1轧辊工作条件及用材分析⑴冷轧辊工作条件及用材分析冷轧辊在工作过程中要承受很大的轧制循环应力、强力摩擦和挤压、瞬间高温和强烈冲击[1]，轧件的焊缝、夹杂、边裂等问题也对轧辊有影响。
根据冷轧辊的工作条件，辊面需具有高而均匀的表面硬度（＞62HRC）、深的淬硬层（不应小于辊身直径的1.5%，且不得小于5mm）；辊身边缘的硬度应较低；颈部具有较低的硬度（32～35HRC）。
总之，冷轧辊要有抵抗因弯曲应力、扭转应力、剪切应力引起的开裂和剥落的能力，同时也要有高的耐磨性、接触疲劳强度、断裂韧性和热冲击强度等。
冷轧辊的发展方向是在进一步提高强度、硬度和淬硬层深度的同时，保证一定的韧性。
冷轧辊的材料应具有高的含碳量并含有加深淬透性、淬硬性并细化晶粒的合金元素。
国内外冷轧工作辊一般使用的材质有GCr15、9Cr2、9Cr、9CrV、9Cr2W、9Cr2Mo、60CrMoV、80CrNi3W、8CrMoV、86CrMoV7、Mo3A、87CrMnMo、9Cr2Mn等。
⑵热轧辊工作条件及用材分析热轧辊常工作在700℃～800℃（有时其接触的轧材高达1200℃）的高温环境，与灼热的钢坯相接触，承受强大的轧制力，表面承受轧材的强力磨损，反复被热轧材加热及冷却水冷却（可被冷却水冷却至100℃～150℃），经受温度变化幅度较大的热疲劳作用[2]。
多辊轧机轧辊失效分析
发现问题
- 表面疲劳通常与长时间生产后的加工硬化共同产生 通常硬度会比原始 表面疲劳通常与长时间生产后的加工硬化共同产生,通常硬度会比原始 硬度高出4 HRc (40 Ld). 硬度高出
解决
磨辊恢复轧辊表面原始硬度
预防措施
1/ 磨辊后经常测量硬度 2/对易出现疲劳的轧辊区域进行表面硬度抽查 对易出现疲劳的轧辊区域进行表面硬度抽查
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Fig. 3
辊身螺旋状断裂
轧辊应用类型 适用轧辊级别 说明
-由表面疲劳而产生的螺旋状断裂面 (图.2) -断面上可见数个同心扩展环状痕迹(B)
Fig. 1
全部 全部
可能的原因
磨削没有完全去除裂纹, 在过度的弯转力下发生扩展 裂纹可能因为以下因素产生: 表面疲劳 热疲劳 (因轧制事故或磨削而产生).
Fig. 1
补救措施
- 检查联轴器或轴套是否安装不妥或变形 - 适当增加硬度 - 确保机械部件安装妥当 Fig. 2
Fig. 3
Fig. 4
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压痕
轧辊应用类型 适用轧辊级别 说明
- 辊身表面局部压痕
工作辊 全部
可能的原因
- 板带上有异物 - 工作辊硬度低或中间辊硬度偏高 - 局部过热造成软点
Fig. 1
Fig. 1 辊身纵向断裂面
- 热处理工序中回火过晚产生的裂纹造成的.
补救措施
做好轧辊使用工卡,严格记录生产中的异常情况 轧辊上机前,应完全去除裂纹,疲劳层或过热的区域. 做无损探伤测试以确保所有裂纹已经完全去掉了.
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辊身纵向断裂
轧辊应用类型 适用轧辊级别 说明
- 因疲劳产生的断裂
全部 全部
- 如(A)图示平行于轴向的裂纹扩展而造成的.
轧辊失效分析
轧辊失效分析轧辊失效分析欧州轧辊制造商协会撰写目录第一章剥落1.1 马鞍形剥落 61.2 挤压裂纹和带状疲劳剥落71.3 外层/芯部结合层处剥落91.4 外层/芯部接合层工作层厚度不够101.5 辊肩脱落11第二章热裂纹2.1 带状热裂纹 122.2 梯状热裂纹 132.3 局部热裂纹 13第三章机械事故损伤3.1 冲击过载造成轴承部位断裂143.2 弯矩引起的轴承部位断裂153.3 传动端扭矩引起辊颈折断163.4 辊承磨损及烧死引起的辊颈折断173.5 热（应力）折断18第四章表面及次表面（皮下）缺陷4.1 针孔和气孔 194.2 夹杂 204.3 硬点和软点 20第五章轧制过程中辊面状态5.1 表皮剥落 215.2 大块带状剥落225.3 粘钢235.4 带边边缘磨损245.5 划伤/机械碰伤印痕25前言1．目前，对任何成熟的轧制过程、轧制工艺，都可有不同的轧辊材质选择。
这些轧辊在正常的轧制条件下，可以顺利得用到报废直径。
然而，为了得到这一结果，正确的轧辊管理是非常必要的，这当中包括轧制周期长短的确定，良好的磨辊程序及无损检测手段。
除此之外，轧辊磨损轮廓的测量记录，工作硬化层的检测对轧辊服役期的增加也会是有益的。
2. 在确定宽带钢工作辊材质时，轧辊制造厂家需要知道相关的轧制条件，其中包括精轧段机（架）的数量，轧辊服役的架次，带宽单位宽度上的轧制力，轧辊工作部位的最大预弯度，这些要素决定了复合轧辊芯部和外层材质的选择。
3. 尽管轧辊制造商和用户都谨慎行事，还会发生轧辊失效，导致轧辊部分或全部损失，甚至损坏到轧机设备。
这些轧辊失效的原因都是与制造或使用相关的。
4. 轧辊断裂的形貌往往用于鉴定断裂的原因。
一般来说，断裂可以是由负荷超载还是疲劳所引发的。
疲劳断裂初始从裂纹开始，逐渐延展，形成典型的断裂面。
这种断裂面相对平滑，呈现多条抑制线，一旦疲劳裂面达到临界大小，剩余的截面便突发破裂。
疲劳断裂的典型例子有支撑辊剥落、支撑辊颈折断，还有二辊式轧机的工作辊从内圆角区域处的断裂（应力腐蚀也会是引发原因之一）。
冷轧辊的失效分析上课讲义
冷轧辊的失效分析冷轧辊的失效分析材料工程1306封骥2013153冷轧辊的失效分析冷轧辊是冷轧机的大宗消耗备品，其能否安全运行将直接影响着轧机的生产率、成材率以及成本控制。
由于冷轧辊从材质、制造工艺、使用、维护及失效等诸方面与热轧辊有着较大的差异，故对初次进行冷轧生产的单位、轧辊管理者及使用者来说，需要掌握冷轧辊的失效机理及预防措施，通过对冷轧辊失效机理的论述及案例的相关分析，提出降低轧辊消耗的预防措施。
失效：金属装备及其构件在使用过程中，由于压力、时间、温度和环境介质和操作失误等因素的作用，丧失其规定功能的现象。
失效分析：对装备及其构件在使用过程中发生各种形式失效现象的特征及规律进行分析研究，从中找出产生失效的主要原因及防止失效的措施，称为失效分析。
失效分析的一般过程①深入装备失效现场、广泛收集、调查失效信息，寻找失效构件及相关实物证据。
②对失效构件进行全面深入的宏观分析，通过种类认定推理，初步确定失效件的失效类型。
③对失效件及其相关证物展开必要的微观分析、理化检验，进一步查找失效的原因。
④通过归纳、演绎、类比、假设、选择性推理，建立整个失效过程及其失效原因之间的联系，进行综合性分析。
⑤在可能的情况下，对重大的失效事件进行模拟试验，验证因果分析的正确性。
一、冷轧辊失效机理冷轧辊特性：目前冷轧厂常用的冷轧辊材质有高碳铬铝系及高碳铬铝钒系，一般生产工艺过程为电渣重熔或钢包精炼——铸锭——锻造——球化退火——粗加-——探伤——调质——精加工——探伤——工频感应淬火——低温回火——精加工成品。
为确保优良的使用性能，其表层组织要求为细针马氏体、隐针马氏体+少量残余奥氏体+粒状碳化物。
冷轧工作辊工作时要承受高的轧制压力、冲击载荷、疲劳及磨损，需要有足够的强度抵抗大的弯深而均匀的表面硬化层及耐磨层，以获得良好的耐磨性;三是要有优良的表层抗裂性及抗剥落性能。
冷轧辊的失效形式：冷轧工作辊工作时处于复杂的应力状态。
轧辊轴承失效现象分析和改进策略
221管理及其他M anagement and other轧辊轴承失效现象分析和改进策略宁国燕（河钢集团邯钢公司邯宝热轧厂，河北 邯郸 056000）摘 要：随着轧制生产线产能的提升和用户对轧制产品质量要求的不断提高，轧辊轴承作为关系轧机设备良好稳定运行的重要零部件之一，它的使用与保养维护问题也日渐突出。
轧机轴承是轧机轴系中主要消耗件和易损件之一，在轧机生产中，轧辊轴承既承受着轧件传递给轧辊的巨大的轧制力，同时也承受着轧辊转动时带来的摩擦力，因此，研究轧辊轴承的磨损问题是非常必要的。
关键词：轧辊轴承；磨损失效；原因分析；日常维护中图分类号：TG333.17 文献标识码：A 文章编号：11-5004（2020）12-0221-2 收稿日期：2020-06作者简介：宁国燕，女，生于1987年，汉族，河北邯郸人，研究生，中级工程师，研究方向：机械设计及理论。
1 本文简介轧机是钢材成型的重要生产设备，包括主要设备、辅助设备﹑起重运输设备和附属设备等部分。
一般所说的轧机往往仅指主要设备，轧机的主要设备有工作机座和传动装置，工作机座由轧辊﹑轧辊轴承﹑机架、轨座﹑轧辊调整装置以及上轧辊平衡装置和换辊装置等组成。
其中，轧辊轴承用来支撑轧辊并使轧辊保持在机架的固定位置，轧辊轴承工作负荷重且变化大，因此要求轴承摩擦系数小，具有足够的强度和刚度，要方便更换轧辊。
不同的轧机选用不同类型的轧辊轴承，滚动轴承的刚性大，摩擦系数较小，承压能力较小，且外形尺寸较大，多用于板带轧机工作辊。
滑动轴承有半干摩擦与液体摩擦两种，半干摩擦轧辊轴承主要有胶木﹑铜瓦﹑尼龙瓦等材质的轴承，价格便宜，多用于型材轧机和开坯机；液体摩擦轴承有动压﹑静压和静动压三种，优点是摩擦系数比较小，承压能力较大，工作速度高，刚性好，缺点是油膜厚度随速度而变化，液体摩擦轴承多用于板带轧机支承辊和其它高速轧机。
轧辊轴承是轧机的核心部件之一，文章首先阐述了轧辊轴承的工作原理，对其疲劳寿命的计算给出了依据，分析了影响轧辊寿命的内外因素，最后针对轧辊轴承的失效原因提出相应的解决策略。
分析冷轧轧辊的失效及维护
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—
林 炳松
工业技、
分 析 冷 轧 轧 辊 的 失 效 及 维 护
‘ 福趁明光断型材料有: 通过对冷轧轧辊的失效的原因进行分析， 提出冷轧轧辊使用、 维护的预防措施以提高轧辐的利用率 ， 降低轧辊消耗. 关锐词 冷轧辊 裂纹 剥落 硬度 软点 淬硬层 中图分类号: TG33 文欲标识码: A 文班编号:1672- 3791(2007)08(b卜0016- 0 1 延伸会导致辊面剥落、严重者甚至断裂。 过度变形的地方先进行矫正， 在过焊缝时， 轧 2 .2 .2 热处理不当引 起的剥落 机要低速运转 ， 防止焊缝不平对轧辊表面的冲 冷轧辊辊面硬度是冷轧辊的一项重要技 击。 术指标一 方面冷轧辊辊身在用感应加热进行 (3)保证轧机的冷却和润滑系统正常工作. 连续淬火过程中， 由于操作不当 ， 有时会产生 轧机在轧制过程中会产生大t 的热I ， 而且轧 程度不同的螺旋软带.具有不均匀的组织和硬 辊和带钢之间也有很大的章擦力， 如果没有足 度、这种不均匀性， 在轧辊使用过程中， 将会 够的冷却和润滑能力 轧辊表面和带钢的温度 因局部应力集中而使辊面出现裂纹， 进而导致 就会迅速升高， 这样就很容易 产生热划伤和粘 辊面剥落. 另一方面， 提身的硬化层应有一定 连。因此要保证冷却液的压力，浓度和流t . 的深度， 硬化层和次层之间的硬度下降应平 (4)预热冷轧辊,消除应力。新冷轧辊投人 缓。若辊身的硬化层较浅. 当次层较深， 即硬 使用前和每次磨削后使用时 先在60℃的乳化 度下降平缓时， 还有一个足够强度的次层支持 液中预热4 一6 小时(在110 - 110℃ 的机油中 证 生产 需 要. 硬化层工作. 如果次层较浅. 即硬度下降过 预热 4 - 6 h ) 。 可以消除大部分的表面应力. 快， 由于这时次层强度低， 轧辊在工作发生弹 轧辊上机后， 轧制速度要缓慢增加以对轧银预 2 轧辊的失效原因分析 性有曲变形时会发生塑性变形而导致硬化层 热。 2. 1 裂纹的原因 凹陷和凸起， 从而产生裂纹而导致剥落。 (5)正确磨削。每次磨削要保证轧辊表面 由子冷轧辊具有很高的耐磨性和极小的 2 . 2. 3 使用不当引起的剥落 的加工硬化层完全去除 ， 同时要保证所需要的 塑性变形， 因此， 要求冷轧辊表面有较高硬度 轧辊在使用过程中， 由于不可避免的轧钢 光洁度， 刚换下的轧辊要在应力消除后再进行 和较深的硬化层。明光冷轧厂采用冷轧辊的 特别是由于轧材断带、甩尾，重盛等而 工。 材 质是9Cr,Mo, 经表 火和回 后得到 事故， 面淬 火 将使辊面接触带受到局部 (6)要确保所有的轧辊有适度的工作最， 新 HS96 的表面硬度， 轧辊表面非常硬而脆， 同时 发生的卡钢或打滑 ， 滑动磨擦的同时作用， 使 旧轧辊要交替使用. 尽量给轧辊较长的时效 热德定性差， 具有很高的开裂敏感性。轧辊的 过载热冲击，温升 、 辊面产生不同程度的烧伤 如同磨削烧伤造 时间. 以保证轧辊有足够的时间使应力自 然消 热冲击强度、抗拉强度和接触疲劳强度等性 烧伤特别严 除。 能直按影响轧辊的使用质且。轧辊使用过程 成的破坏一样. 会导致辊面剥落。 重时， 造成烧伤深度不能磨净， 导致轧辊报废。 (， )加强对事故辊的探伤检测. 目 前所用 中， 遇到断带和异物进人等事故时， 轧辊表面 的裸伤手段有涡流 磁粉和超声波探伤， 前两 就受到热冲击， 而且此类故陈目前无法完全遴 2 .3 断辊的原因 断辊是轧辊的致命破坏形式 ， 主要产生部 种主要检测表面缺陷， 超声波探伤可以发现内 免， 所以耐热冲击性能成为冷轧辊的最重要特 位是辊颈和辊面。产生断辊的主要原因是: 性之一 。 部的缺陷。根据实际情况， 采取不同的探伤方 (1)使用不当。在一般情况下， 断辊的原因 法或几种探伤方法相结合进行检测， 确保轧辊 断带或粘辊是由于钢带在工作辊之间产 是机械过载或操作不当， 如压下力过大、冷却 的 质t . 生大I 堆积， 严重时会使轧辊局邹受较大压 力， 导致带钢和辊面产生焊合， 这就使轧辊表 掖 中断等操作失误。 (2)制造缺陷。 浇铸时有大量的夹杂物、 缩 4 结语 面经受了热冲击， 轧粗的损伤程度决定于事故 孔存在， 热处理时工艺不对 ， 造成残余应力控 的严重程度. 产生裂纹的因泰取决于轧辊的性 冷轧辊的消耗分正常和异常两种情况， 轧 当工作应力和残余应力综合作用超过 辊的管理工作主要是合理配置辊 ， 降低异常损 能和使用条件， 轧辊本身制造缺陷引起的裂纹 制不均， 耗.加强日 常管理， 对卒故辊要重点服踪检测. 出现在轧辊内部， 而操作不当在表面和次表层 抗拉极限时 则可能引起轧辊断裂。 (3)设计和加工不当。在冷轧辊的设计和 产生 裂纹 。 同时 ， 要结合原材料和设备状况合理选择轧制 加工中， 截面尺寸发生变化的部位， 必须有足 2.2 侧落的原因分析 工艺和参数， 尽垦减少轧机事故、 以减少因事 够的圆角， 防止应力集中。 故造成的轧辊损伤 ， 有利于减少异常辊耗。 2. 2. 1 由原材料缺陷引起的剥落 (4)辊面和辊颈的硬度相差过大。 由于冷轧辊工作条件所限， 高表面硬度， (5)辊颈的直径太小 .强度不够。 良好的杭热冲击 ， 性 抗剥落性和耐磨性是冷轧 参考文献 辊选材的主要标准， 我国高硬度冷轧辊一般均 川 刘永全.钢的热处理， 北京:冶金工业出版 3 预 防措施 社. 选 铬 金 碳 钢 料 如 Cr 2 ， 用 合 高 锻 材 ， :9 Mo 根据以上分析， 为了防止因缺陷而造成轧 [2」王廷薄.金属塑性加工学， 北京:冶金工业 9Cr2 MoV, 9Cr,W等 铬 金 碳 在 . 合高钢淬 辊报废， 减少非正常辊耗应采取以下预防措 火发生相变 ， 由合金奥氏体转变成合金马氏体 出版社 . 时， 由于马氏体比容大， 淬硬部位体积增大， 轧 施: [3] 赵家骏， 魏立群.冷轧带钢生产问答.北京: (1)冷轧辊不能在有表面裂纹的状态下使 辊辊面受内层拉力影响， 处于压应力的控制之 冶金工业 出版社. 下， 表面淬火后， 表层已形成马氏体， 体积膨 用。当轧恨轧制一定数I 的带钢后， 表面有可 [4〕任喜来.冷轧辊的失效形式及分析.轧钥， 胀， 而内层心部无此变化， 所以， 表层对辊身有 能出现轻微的裂纹 ， 如不及时发现和修磨， 就 2002. 119(3) . 会导致轧辊的表面剥落.影响产品质t . 这就 一个使体积扩大的拉力、这个拉力在金属强 度薄弱区(如:皮下杂质、皮下气泡. 碌化物带 要求轧机操作工人要及时检查， 按规定进行换 状、 碳化物网状、夹杂缩孔、 大块碳化物. 中 辊。 (2)采用合理的轧祠工艺. 要合理选择轧 心硫松、白点、过高的S, P , Cu 等杂质元素 含f 等等缺陷， 都会使材料的性能下降， 强度 制力、张力和压下f . 尽1 7 免轧机事故， A 如 降低。 )很容易产生裂纹， 随着这些裂纹的发展 带钢打滑和断带等。轧机操作工人应将带钥 ，前言 福建省明光新型材料有限公司年产20 万 吨冷轧钢带项 目 是三钢劳动服务公司金属深 加工的重点项 目， 也是2005年福建省孟点建设 项目， 该项目于2005 年8 月29 日一期工程竣 工投产。在轧机所有部件中轧辊是非常重要 的部件， 轧辊在工作中承受高的轧制压力、冲 击载荷、疲劳和磨损等， 因此冷轧辊的消耗非 常大. 本文旨在对冷轧辍的失效的原因进行 分析， 提出预防措施， 以加强轧辊的维护管理， 提高轧辊利用率， 降低辊耗， 提高产品质I , 保 L 16 科 技资讯 S CIEN & TECHN CE OLOGY IN O ATION F RM
轧辊失效方式及其原因分析
轧辊失效方式及其原因分析轧机在轧制生产过程中，轧辊处于复杂的应力状态。
热轧机轧辊的工作环境更为恶劣：轧辊与轧件接触加热、轧辊水冷引起的周期性热应力，轧制负荷引起的接触应力、剪切应力以及残余应力等。
如轧辊的选材、设计、制作工艺等不合理，或轧制时卡钢等造成局部发热引起热冲击等，都易使轧辊失效。
轧辊失效主要有剥落、断裂、裂纹等形式。
任何一种失效形式都会直接导致轧辊使用寿命缩短。
因此有必要结合轧辊的失效形式，探究其产生的原因，找出延长轧辊使用寿命的有效途径。
1 、轧辊剥落(掉肉)轧辊剥落为首要的损坏形式，现场调查亦表明，剥落是轧辊损坏，甚至早期报废的主要原因。
轧制中局部过载和升温，使带钢焊合在轧辊表面，产生于次表层的裂纹沿径向扩展进入硬化层并多方向分枝扩展，该裂纹在逆向轧制条件下即造成剥落。
1.1 支撑辊辊面剥落支撑辊剥落大多位于轧辊两端，沿圆周方向扩展，在宽度上呈块状或大块片状剥落，剥落坑表面较平整。
支撑辊和工作辊接触可看作两平行圆柱体的接触，在纯滚动情况下，接触处的接触应力为三向压应力。
在离接触表面深度为 0.786b 处 ( b 为接触面宽度之半 ) 剪切应力最大，随着表层摩擦力的增大而移向表层。
疲劳裂纹并不是发生在剪应力最大处，而是更接近于表面，即在 Z 为 0.5b 的交变剪应力层处。
该处剪应力平行于轧辊表面，据剪应力互等定理，与表面垂直的方向同样存在大小相等的剪应力。
此力随轧辊的转动而发生大小和方向的改变，是造成接触疲劳的根源。
周期交变的剪切应力是轧辊损坏最常见的致因。
在交变剪切应力作用下，反复变形使材料局部弱化，达到疲劳极限时，出现裂纹。
另外，轧辊制造工艺造成的材质不均匀和微型缺陷的存在，亦有助于裂纹的产生。
若表面冷硬层厚度不均，芯部强度过低，过渡区组织性能变化太大，在接触应力的作用下，疲劳裂纹就可能在硬化过渡层起源并沿表面向平行方向扩展，而形成表层压碎剥落。
支撑辊剥落只是位于辊身边部两端，而非沿辊身全长，这是由支撑辊的磨损型式决定的。
轧辊轴承失效的原因
轧辊轴承失效的原因轧辊轴承在轧制过程中会承受高强度的载荷和摩擦，因此容易出现失效。
轧辊轴承失效的原因可以归纳为以下几个方面：1.疲劳失效：轧辊轴承在轧制过程中要承受循环荷载，容易导致金属材料发生疲劳失效。
这种失效通常表现为轴承表面起初小裂纹，然后逐渐扩展成肉眼可见的大裂纹，并最终导致断裂。
2.磨损失效：在轧制过程中，轧辊轴承表面会受到较大的摩擦力和磨损，导致轴承表面磨损严重。
磨损失效会导致轴承表面粗糙度增加、尺寸减小，从而影响轴承的正常运转。
3.轴承负荷过大：若轧辊轴承受到的荷载超过了其承载能力，会导致轴承瞬时失效。
这种失效通常表现为轴承出现塑性变形或微裂纹，从而导致轴承无法正常工作。
4.润滑失效：轧辊轴承在运行过程中需要有足够的润滑，以减少摩擦和磨损。
但若润滑不到位，或润滑剂质量不好，会使轴承表面形成焦炭、热膜和凝粘物，进而导致轴承失效。
5.温度过高：轧辊轴承在运转过程中会产生热量，若轴承供应的润滑不到位，会导致摩擦产生的热量积聚在轴承内部，从而使轴承体温度升高。
当轴承温度超过其耐热极限时，会引发轴承失效。
6.安装不当：轧辊轴承的安装也是影响其寿命的重要因素。
若安装不当，例如安装时存在过度负载、不适当的配合间隙或轴向载荷过大，会导致轴承失效。
此外，如果轴承安装时没有按照规定的工艺进行操作，也会影响其使用寿命。
针对以上原因，可以采取以下措施来延长轧辊轴承的寿命：1.选择合适的轴承：根据轧辊轴承的工作条件和载荷大小，选择合适的轴承类型、规格和材料，使其能够承受工作环境中的载荷。
2.加强润滑管理：采用合适的润滑方式和润滑剂，确保轧辊轴承在工作过程中有足够的润滑。
同时，定期检查和更换润滑剂，清洗轴承表面，以避免润滑失效引发的问题。
3.控制负荷：通过改变轧辊间距、调整轧机参数等方式，减少轧辊轴承受到的负荷。
同时，注意控制轧机的工作温度，避免轴承过热。
4.正确安装轴承：遵循正确的安装工艺，确保轧辊轴承按照规定的预压力安装，并检查轴承的配合间隙和轴向负荷是否符合要求。
马钢冷轧轧辊缺陷的分析及防范措施
马钢冷轧轧辊缺陷的分析及防范措施今天，随着工业的发展，越来越多的重要工业用钢，如马钢板材，在冷轧过程中，轧辊是一个非常重要的部件，随着轧辊的日益快速的寿命，轧辊的缺陷也会带来不利影响。
本文将从分析原因和防范措施两方面来探讨马钢冷轧轧辊缺陷的问题，为提高冷轧轧辊的使用寿命和质量提供参考。
一、马钢冷轧轧辊缺陷的分析1、损坏原因由于轧辊会在马钢冷轧过程中长期受到扭矩、温度、压力等不均匀的外界考验，而轧辊中各种元素的问题也会导致轧辊疲劳损坏，从而出现缺陷，如表面裂纹、磨损和烧伤等。
2、实际表现轧辊缺陷以表面裂纹为主，由此可知表面失效正是轧辊缺陷产生的原因之一，根据不同的裂纹形态，可以推断出轧辊的损伤原因，如圆柱形裂纹、锥形裂纹、Y字型裂纹等。
二、马钢冷轧轧辊缺陷的防范措施1、优化轧辊设计优化轧辊设计，使得轧辊具有较大的强度，同时增加轧辊表面的耐磨性，减少轧辊表面的损坏，使轧辊的使用寿命更长。
2、降低轧辊温度应控制轧辊的表面温度，并在较低的温度范围内进行轧制，以减少轧辊表面的烧伤，提高轧辊的使用寿命。
3、均匀保护润滑剂应给轧辊表面均匀的润滑，以确保轧辊的表面，同时保持充足的润滑剂分布，以减少轧辊噪声，平滑运行，减少轧辊磨损损坏，提高轧辊的使用寿命。
4、改善马钢材质应均匀改善马钢坯料的碳素含量，改善马钢冷硬度，使冷轧材料更加均匀，减少冷轧过程中烧伤、磨损等，提高冷轧轧辊使用寿命。
综上所述，马钢冷轧轧辊缺陷的分析及防范措施应及早采取有效的措施，以提高冷轧轧辊的使用寿命和质量，促进行业的健康发展。
首先，应优化轧辊的设计，降低轧辊温度，提供良好的润滑剂保护，同时改善马钢材质，以改善冷轧工艺，减少轧辊缺陷产生的可能。
轧辊轴承失效分析及处理措施
动装置，其 中工作机坐由轧辊 、轧辊轴承
、
机架 、轨 座 、轧辊调 整装 置 以及 上轧辊
平衡装置和换辊装置等组成 ． 轧辊轴承支 承 轧辊 并 保持 轧辊 在 机架 中的 固定位 置 。 轧 辊轴 承工作 负荷重而 变化 大 ，因此要求 轴 承摩 擦 系数小 ，具有 足够 的强度 和刚度 而且要便于更换轧辊。不同的轧机选用 不同类型的轧辊轴承。滚动轴承的刚性大 摩擦 系数 较小 ，但承 压能力 较小 ，且外 形 尺寸较 大 ，多用 于板 带轧机 工作辊 。滑 动 轴承有半 干 摩擦与液 体摩擦 两种 。半干 摩 擦轧辊轴 承 主要是胶 木 、铜 瓦 、尼龙瓦 轴 承 ，比较 便宜 ，多用 于型材 轧机 和开坯 机 。液体摩 擦轴 承有动 压 、静 压和静 一 动 压 三种 。优 点是 摩擦 系数 比较 小 ，承压能 力 较大 ，使 用工 作速度 高 ，刚性好 ，缺点 是 油膜厚度 随 速度而变 化 。液体摩 擦轴 承 多 用于板 带轧机 支承辊 和其 它高速 轧机 。
成轧 机 中的轧 辊轴 承的 失效原 因进 行分 析介 绍并提 出 了一 些应 对措 施 。 关键 词 ：轧辊 轴承 ；失 效 ；应 对措 施 中圈分类 号 ：Ｔ Ｈ １ ３ 文献标 识码 ：Ａ （ ２） ｝ 闰 滑 管路 布设不 当造 成的油 路不 畅 ，
我 国 是 一个 新 兴 的发 展 中 国家 ，在 柱滚子 轴承 和单列 向心 球轴 承等组 成 ，在
Hale Waihona Puke 国家的建设过程 中对于钢材的需求量巨 大 ，轧 机 是 实 现 金 属 轧 制 过 程 的 设 备 ， 在 钢材 的成 型方 面 起 着非 常重 要 的作 用 ， 轧辊 轴承作 为轧机 中的重要组 件 ，在 使用 过程 中会 由于各 种原 因造成失 效 ，从 而影 响轧机的正常使用 ，本文将对轧机轧辊轴 承 的失效原 因 以及 应对 措施等 进行介 绍 。 １ 轧 机的轧辊 轴 承简介 轧 机 是 实 现金 属 轧 制 过 程 的设 备 。 泛指 完成轧 材生 产全过 程 的装 备 ，包 括有 主要 设备 、辅 助设 备 、起 重运 输设 备和附
热轧轧辊失效分析及预防措施
联 系人 ： 占福， ３ 岁 ， 马 男， ７ 博士生 ， 轧钢工程师， 乌鲁木齐（ ３ ｏ ２ 新疆八一钢铁股份有限公司 ８０２ ）
Ｅ－ｍａｉ ｍａｆ ｙ ｔ Ｏ １１ ｌ ｚ＠ｂ ｇ． Ｂ．１ ： Ｃ ３
～
３６ 按 制 造工 艺 分 为 铸 造 、 造 、 末 冶 金 、 ．％； 锻 粉 喷
射成型 、 堆焊热喷涂等 ； 按结构分为整体辊 、 复合辊 、
镶 装辊 等 ；按 功 能分 为 连铸 辊 、热 轧辊 、冷轧 辊 、
Ｓ ｎｍ ｒ 、 艺辊 、 道 等 ｅ ｚ ｉ辊 工 辊 。
３ 轧 辊 的 失 效 形 式
１ 前 言
轧辊是使金属产生塑性变形的一种生产工具， 其在 实 际生产使 用 中 ， 于一种 复杂 的应力 状态 ， 处 如
轧 辊与 轧件 接 触加 热 、 辊水 冷 却 引起 的周期 性 热 轧 应力 、 轧制 负荷 引起 的接触 应力 、 剪切 应力 以及残 余 应力 等川 。如果轧 辊 的材质 、 加工 、 生产 、 操作 等工 艺
３ １ 断 裂 ．
不合理 ， 就会使轧辊失效 ， 出现剥落、 断裂、 辊面损伤 等情况， 任何一种失效形式都会直接导致轧辊寿命
缩短 ， 至造 成轧 辊报废 ， 甚 因此分 析轧辊 的失 效形 式
轧辊在 生产 中往 往会 发生 突然 断辊事 故 ，其 断
裂部位 主要 为工 作辊 的辊 身 、 颈及 轴头部 位 。 辊 断辊 因轧 制 不 同钢种 、 同品种 、 同 的生 产 工艺 条件 ， 不 不 其断裂 部位 有所 不 同。 断裂形 式来 看 ， 可能是 一 从 有 次性 的脆断 ，也 可能是 由于疲劳 裂纹 而导致 断辊 ｌ ３ ＿ ，
可从 内因 、 因两 方面来 分 析 （ 图 １ 。 外 如 ）
冷轧辊的失效分析
冷轧辊的失效分析材料工程1306封骥2013153冷轧辊的失效分析冷轧辊是冷轧机的大宗消耗备品，其能否安全运行将直接影响着轧机的生产率、成材率以及成本控制。
由于冷轧辊从材质、制造工艺、使用、维护及失效等诸方面与热轧辊有着较大的差异，故对初次进行冷轧生产的单位、轧辊管理者及使用者来说，需要掌握冷轧辊的失效机理及预防措施，通过对冷轧辊失效机理的论述及案例的相关分析，提出降低轧辊消耗的预防措施。
失效：金属装备及其构件在使用过程中，由于压力、时间、温度和环境介质和操作失误等因素的作用，丧失其规定功能的现象。
失效分析：对装备及其构件在使用过程中发生各种形式失效现象的特征及规律进行分析研究，从中找出产生失效的主要原因及防止失效的措施，称为失效分析。
失效分析的一般过程①深入装备失效现场、广泛收集、调查失效信息，寻找失效构件及相关实物证据。
②对失效构件进行全面深入的宏观分析，通过种类认定推理，初步确定失效件的失效类型。
③对失效件及其相关证物展开必要的微观分析、理化检验，进一步查找失效的原因。
④通过归纳、演绎、类比、假设、选择性推理，建立整个失效过程及其失效原因之间的联系，进行综合性分析。
⑤在可能的情况下，对重大的失效事件进行模拟试验，验证因果分析的正确性。
一、冷轧辊失效机理冷轧辊特性：目前冷轧厂常用的冷轧辊材质有高碳铬铝系及高碳铬铝钒系，一般生产工艺过程为电渣重熔或钢包精炼——铸锭——锻造——球化退火——粗加-——探伤——调质——精加工——探伤——工频感应淬火——低温回火——精加工成品。
为确保优良的使用性能，其表层组织要求为细针马氏体、隐针马氏体+少量残余奥氏体+粒状碳化物。
冷轧工作辊工作时要承受高的轧制压力、冲击载荷、疲劳及磨损，需要有足够的强度抵抗大的弯深而均匀的表面硬化层及耐磨层，以获得良好的耐磨性;三是要有优良的表层抗裂性及抗剥落性能。
冷轧辊的失效形式：冷轧工作辊工作时处于复杂的应力状态。
受残余应力、接触应力、弯曲应力、扭转应力以及因温度分布不均引起的热应力等的影响，失效形式有早期磨损、粗糙化、略坑、勒痕、裂纹、剥落以及断裂，但工作层剥落是冷轧辊的主要失效形式，占到工作辊正常失效的50%以上，轧辊剥落往往造成轧辊彻底报废。
轧机上断辊的原因分析
断裂原因一、脆性断裂，此类轧辊断口形状较为平整，断口周围辊身表面较为齐整;二、韧性断裂，此类轧辊断口形状多呈"蘑菇头"状，断口附近的辊身均成粉碎状破碎。
将二者比对发现，此次断辊事故的断辊形式为韧性断裂。
脆性断裂和韧性断裂都是因为轧辊应力超过芯部强度造成的。
其产生原因与轧辊本身残余应力，轧制时机械应力以及轧辊热应力有关，特别是当辊身的表面和芯部的温差大时更容易产生。
这种温差可能由不良的辊冷却，冷却中断或在新的轧制周期开始时轧辊表面过热引起。
轧辊的这种表面和芯部间的巨大温差引起较大的热应力，当较大的热应力，机械应力以及轧辊的残余应力超过轧辊的芯部强度时引起断辊。
例如，轧辊表面和芯部间的温差在70℃时轧辊会增加100MPa的纵向热应力，温差越大，增加的热应力越大。
与产生脆性断口的轧辊相比较，产生韧性断口的轧辊的芯部材料韧性更好，更不容易出现断裂。
导致轧辊失效的应力共有四种：一、制造过程中的残余应力;二、轧制过程中的机械应力;三、轧制过程中轧辊的组织应力;四、轧辊内外温差造成的热应力。
如果是因为制造残余应力过大产生断裂，断辊通常发生在轧辊初始上机使用的前几次，且为开轧的前几块轧材。
此次断裂的轧辊已经上机轧制了四次，工作层消耗了14mm，因此不应是因制造残余应力形成的断裂。
如果是因为机械应力产生的断裂，需要很大的机械应力。
经粗略计算，如此大截面的高铬铸钢轧辊若被机械应力拉断，则需要100MN 以上的拉力，对于该轧辊工作的轧机来说这是不可能的。
轧辊受力最大的部位是传动端辊颈，如果材料的力学性能指标不足，正常轧制情况下首先损坏的是传动端辊颈。
从实际轧制和断辊情况来看，不是由于机械应力造成辊身断裂。
对组织应力影响最大的就是外层组织中残余奥氏体含量。
残余奥氏体在轧制温度，轧制压力和水冷的交变作用下，发生奥氏体向马氏体或贝氏体的转变，由于奥氏体的比容小，而马氏体的比容大，因而在组织转变的过程中伴随着体积的膨胀，会致使轧辊的工作层产生更大的压应力，芯部产生更大的拉应力，芯部应力一旦超过材料的强度，必然造成轧辊断裂。
马钢冷轧轧辊缺陷的分析及防范措施
马钢冷轧轧辊缺陷的分析及防范措施
马钢冷轧轧辊的缺陷，严重影响了冷轧的质量，引起了工厂的重大损失。
因此，对这种缺陷的分析和防范措施的研究及实施具有十分重要的意义。
马钢冷轧轧辊缺陷主要有两类：局部失效缺陷和整体失效缺陷。
局部失效缺陷主要包括凹陷，纹路，毛刺等问题，这些缺陷大多是由轧辊表面的杂质、局部的温度、表面的生锈等对轧辊表面造成的破坏和形变产生的。
整体失效缺陷分为抗拉强度下降、表面质量下降、热阻力减小等。
其中，抗拉强度下降是由轧辊陈旧、热锻桩热处理之后无法维持原始结构状态、熔炼时组织状态差等引起；表面质量下降是由于熔化时产生的粒度不均匀和凝固后的机械损伤所导致；热阻力减小主要是因为热处理中铝合金和铁合金的熔炼凝固状态的变化所导
致的。
要防止马钢冷轧轧辊的缺陷，首先要加强冷轧材料的检测，明确冷轧材料的标准，以保证轧辊的质量。
第二要提高操作技术，明确轧辊加工的步骤，合理布置机械化设备，减少轧辊的损伤和缺陷的形成。
第三要提高热处理工艺，准确控制熔炼温度，熔炼组织，凝固组织，热处理温度和实际时间，保证热处理过程中组织状态及抗拉强度等参数符合规范要求。
最后，设备要定期检验和更新，确保设备能够按设计要求运行，避免缺陷的发生。
马钢冷轧轧辊缺陷的防范措施，要求我们必须加强对轧辊的管理，避免缺陷的产生。
同时，还要求设备的检修和更新，确保轧辊的正常
工作。
此外，还要定期对冷轧工艺进行审查和改进，以确保热处理过程中组织状态及抗拉强度等参数符合规范要求。
只有这样，才能保证马钢冷轧轧辊的质量，确保生产过程的高效安全。
轧辊失效分析
轧辊缺陷引发失效有三个原因：制造商轧机轧辊维护及管理（管理指磨辊）失效后数据收集要了解：1. 事故段的轧制压力，电压，水压等2. 事故发生时的操作情况3. 轧制废品种规格4. 对最后轧制的板卷暂时保存用于对事故产生原因分析失效分析要点1.辊身剥落为CVC形态，基本为表面缺陷较垂直延伸至结合层，四周快速发展2.剥落区一侧垂直，另一侧逐步过渡至表面，基本剥落区为出口3.多处小块掉肉，掉肉面为棘齿形态，是硬块疲劳裂纹造成4.弧形掉肩通常是支撑辊倒角设计不合理5.断口端面由内向外四周散射，是心部缺陷或强度不够造成的断裂6.近辊身端部环形剥落且在环形带为多元发展源，单侧异常超负荷制造厂轧辊质量引发事故分析元宝形大剥落1.结合层严重非金属夹渣引起的轧辊剥落蜂窝状且色发黑为非金属价夹渣：如，钢水渣，耐火砖，测温管等辅助材料的掉入大块的非金属夹渣只要存在于复合辊的结合层2.金属夹杂引发轧辊剥落剥落后表面发亮成块状，颗粒状：金属原料没有充分熔化，或非原料的金属夹入3.异常发展引发断辊（内部金属夹杂）微小的轧辊夹杂早期在辊身暴露会使轧制的板材产生凸块，使钢材表面质量受到影响4.辊身硬度不均匀形成裂纹—裂纹平行，斜纹，不规则如果裂纹未能磨削干净，会使裂纹扩展5.应力造成轧辊开裂，裂纹环带有的可贯穿整个轴向和颈开裂内应力过大引起的断辊和开裂内应力造成轧辊使用中轴向爆裂为两半（中心向四周扩撒）由于过大的残余内应力，径向断裂多从心部成中心附件，显示放射状痕迹，断面垂直于轧辊轴心，断面起源常位于辊身辊身表面和心部的最大温度差有关---产生残余应力危害：运输中爆裂在磨削过程中爆裂在使用过程中发生爆裂（处理时间长）制造商在热处理，调质处理后的严格按工业技术程序执行，出厂前做应力测试，以消除内应力。
可以买回新辊，放仓库先释放应力。
首次使用的轧制周期不要过长6.黑斑：石墨球化不良铸造时浇铸时间，速度不当造成元素分布不均匀引起7.内部缺陷扩展，引发大的剥落，剥落处可看见一处原地向四周发展预防：结合层缺陷，用UT测试8.工作层厚薄不均匀引发剥落，工作层(精轧)余量8MM, 但实际工作辊余量还要大些9.结合层碳化物平行发展引发轧辊轧制事故10.工作层强度降低（原因：石墨比较大）11.辊颈抗拉强度低造成断辊（牛眼状铁素体，保证轧辊强度）12.辊颈铸接不良，辊颈折断13.卡刚，异物掉入引发大剥落（轴向，径向产生裂纹）14.粘钢引起掉肉。
冷轧工作辊失效分析及其控制
冷轧工作辊失效分析及其控制
1. 前言
冷轧工作辊是冷轧轧机的关键部件，其失效会导致整个轧机停工，造成巨大的
经济损失。
因此，研究冷轧工作辊的失效原因及其控制方法，对于保障生产安全和提高生产效率具有重要意义。
2. 冷轧工作辊失效原因
2.1 疲劳裂纹
冷轧工作辊经过长期反复载荷作用后容易出现疲劳裂纹，引起辊套与轴颈接口
处局部应力增大，导致工作辊失效。
2.2 表面烧伤
在冷轧过程中，由于磨擦和压力等原因，工作辊表面容易出现高温，引起表面
烧伤，进而加速辊套材料的软化和疲劳裂纹的产生。
2.3 化学腐蚀
冷轧工作辊在冷轧过程中，由于长期浸泡在冷轧液中，易受化学物质的腐蚀，
导致表面出现蚀刻、穿孔等损伤，甚至引起裂纹。
3. 冷轧工作辊失效控制方法
3.1 合理选择材料
冷轧工作辊应选择高强度、高韧性、耐疲劳、耐磨损的材料以提高其使用寿命。
3.2 加强表面保护
冷轧工作辊表面应进行抛丸喷砂处理，形成均匀的抗疲劳层，延长工作辊的使
用寿命。
3.3 加强冷轧液管理
严格控制冷轧液的PH值、温度、浓度等参数，并及时更换冷轧液，减少化学
腐蚀。
4. 结论
冷轧工作辊失效是制约冷轧工艺高效稳定发展的主要障碍。
在实际生产过程中，可以通过合理材料选择、加强表面保护以及加强冷轧液管理等多种方法，有效控制冷轧工作辊失效，延长轧机设备使用寿命，降低生产成本，提高经济效益。
马钢冷轧轧辊缺陷的分析及防范措施
马钢冷轧轧辊缺陷的分析及防范措施
马钢冷轧轧辊缺陷已成为冷轧工艺中的一个严重问题，严重影响操作和生产效率，并影响质量。
本文旨在分析轧辊缺陷及其发生原因，以及探讨有效防范措施。
1、轧辊缺陷分析
轧辊缺陷是指轧辊磨损，型面凹陷，表面裂纹，焊接部失效等现象。
它们的存在会影响轧辊的正常使用，影响冷轧过程的质量，缩短轧辊的使用寿命，并增加维修成本。
在实际生产中，轧辊缺陷常见原因主要有：
（1）轧辊质量不合格：因结构设计不合理，选用和制备材料不合格，加工工艺不合格等原因，提高了轧辊缺陷的可能性。
（2）轧辊磨损：由于滚压过程中的轧辊振动、局部过热、轧件本身结构不均匀等原因，导致轧辊表面磨损等缺陷的产生。
（3）焊接失效：由于焊接技术不足或焊缝质量不合格等原因，造成焊缝失效或断裂，从而使轧辊表面出现缺陷。
2、防范措施
（1）增强轧辊质量控制：在轧辊的设计、加工、焊接、组装等各个方面都应严格把关，加强对轧辊质量的控制，以确保轧辊质量稳定，减少轧辊缺陷。
（2）提高滚压过程控制：应采用合理的滚压参数，加强对滚压压力、温度及轧件材料等的控制，适当减小滚压力，以降低滚压过程中轧辊的磨损，防止轧辊损坏。
（3）加强焊接质量控制：应按照焊接技术标准，严格把关焊接技术操作，确保焊接缝的质量符合要求，避免轧辊出现焊接失效的缺陷。
3、结论
轧辊缺陷是影响工艺效率和产品质量的主要因素，应采取有效的措施来防范和消除其存在。
针对轧辊缺陷的发生，应加强轧辊的质量控制，提高滚压过程的控制，加强焊接质量控制，以最大程度地减少轧辊缺陷及其造成的损失。
轧辊各种剥落失效原因分析
轧辊各种剥落失效原因分析：
1原材料缺陷：轧辊在冶炼、浇注、锻造过程中，出现液析C、带状C、块状C、网状C、树枝状C等缺陷，这些缺陷存在于轧辊中，若超过一定的量，将导致轧辊使用过程中出现剥落。
2轧辊调质余量不足：轧辊调质前的加工余量与轧辊的最终使用性能有很大的关系，在轧辊的冷加工工艺中加工余量一般控制在3~4mm，过大或过小都易造成轧辊辊面质量的下降，从而导致轧辊在使用过程中出现剥落。
3淬火工艺不合理：轧辊淬火是轧辊生产工艺中最重要的环节，淬火不合理，会导致轧辊淬火后轧辊表面晶粒粗化。
C的分布和表面隐晶状M组织不理想，如出现针状M或C 分布不均匀等组织，从而使轧辊在使用过程中出现剥落。
4淬火软点：轧辊淬火时由于冷速不够，使轧辊辊面淬后得不到全M组织，而出现珠光体类型的组织，致使轧辊辊面出现软点，并最终导致轧辊在使用过程中出现剥落。
5淬硬层深度浅：Cr5轧辊辊面淬硬层一般为30~35mm，而在有些情况下由于热处理工艺和设备方面的原因，生产的轧辊辊面淬硬层深度浅，从而使轧辊表面的压应力和芯部的拉应力位置接近，致使轧辊在使用过程中出现剥落。
6残A量过多：轧辊淬火后辊面组织为M+粒状C+残余A，残余A的最佳控制量一般为6%~8%，当其数量超过12%时，会严重影响辊面质量，造成辊面硬度下降，出现软点而且由于残余A组织的转变，易使轧辊内拉应力逐渐增加，从而使轧辊表面出现剥落。
(钢讯)。
轧辊失效的原因及防治措施
轧辑失效的原因及防治措施轧辐的损坏形式多种多样，典型形式及失效原因如下：1、轧辑磨损分三类：机械磨损是由轧辐表面与轧件摩擦引起的；热磨损是由高温作用使其表层软化、熔化或蒸发引起的；腐蚀磨损是由轧辐表面水分的化学作用、电化学作用、氧化作用等引起表面材料损失和迁移。
2、轧辐裂纹轧制中发生堆钢、卡钢、追尾等事故，致使其局部温度急剧升高，产生的热应力和组织应力超过极限，形成热裂纹；轧制延伸形成舌头，其温度低于中部轧件，会产生热应力以及轧制应力突变，形成冲击裂纹；轧制中，由于氧化铁皮叠轧，导卫划痕等原因也会形成裂纹。
3、轧辐剥落裂纹的形成和扩展加快，到达一定长度和深度后，会导致剥落。
4、轧辑断裂1）辐轴铸造缺陷轧辐离心铸造中，因离心震动产生成分和组织层状偏析，形成裂纹迅速扩展，造成轧辐断裂。
2）轧辐组织缺陷化学成分不合格、冷却速度不当会导致成分偏析、渗碳体过高等缺陷，只是机械性能下降，最终导致断裂。
3）加工工艺轧辐在锻造时压力过小或变形不合理造成轧辐芯部未锻透,形成穿晶裂纹。
其防治措施为：1、轧辐选用耐磨又抗热裂纹的材质，采取相应的热处理及物流化学处理措施，使组织均化，表面耐磨性增加。
2、轧辑在上轧机前进行硬度、超声波等综合检验，确保其无裂纹等缺陷。
3、轧辐车削时，将残留氧化层及裂纹彻底清除，以减少轧辐表面裂纹及剥落产生。
4、合理安排换辐周期，选配轧辐，制定详细的轧辐车修方案，将车修量控制在要求范围内。
5、合理布置冷却水喷射范围和控制冷却水量，确保轧辐冷却温度控制在正常范围内。
6、加强设备点检，预防轧钢设备事故，减少导致卡钢、堆钢、追尾等事故发生。
严格控制轧制温度，杜绝低温钢通过轧机，避免轧制力过载。
VCMS冷轧机轧辊失效分析
力 。 当热应 力超 过材料 的疲 劳极 限时 ，轧 辊表 面便 会产 生细小 的网状 热 裂纹 ，即通称 的龟裂 。
施。
关键词 ：轧辊 ；失效原因 ；辊面剥落 中图分类号 ：Ｔ ３ ３１ 文献标识码 ：Ｂ 文章编号 ：１７ — ３ ５ （０ Ｏ ３ ０ ０ — ３ Ｇ ３ ．７ ６ ３ ３ ５ ２ ｌ ）０ — ０ １０
Ｒｏ ｌ ａ ｌ ｒ ａ ｙ ｉ ｌ Ｆ ｉ ｅ Ａｎ ｌ ｓｓＶＣＭ Ｓ Ｃｏ ｄ Ｒｏ ｌ ｇＭ ｉ Ｈｕ ｎ ｎ ｅ ｇ Ｚ ａ ｇＸｉ ｏ ｉ ｕ ｌ ｌｎ ｌ ｉ ｌ ａ ｇＹａ ｆ ｎ ， ｈ ｎ ａ ｗｅ
型 。这样 在轧 制 中辊 身两端 就会 产生 局部 的接 触压
力尖 峰 、交变 剪应 力增 大 ，这将 加快 支 承辊疲 劳破
作 用 形 成 的周 期 性 热 应 力 以及 由轧 制 负 荷 引起 的 接 触应 力 、剪切应 力 以及残 余 应力 等 。 轧 辊 由于 选 材 、设 计 、制 造 工 艺 不 合 理 或 者
沿 径 向扩展 进 人 硬 化层 并 多 方 向分 枝 扩 展 ，该 裂 纹在 逆 向轧制 条件 下 即会 引起剥 落 。
米的大块剥落。
由于工作 辊 与支 承辊 相接 触 ，所 以 同样 会产 生
接触 压 应力及 相 应 的交变 剪应 力 。但 由于工 作辊 只
工作 几 个小 时 即下机 进行 磨 削 ，故 不易 产生 交变 剪 应力 疲 劳裂纹 。在 轧制 中 ，支 承辊 与工作 辊 接触宽 度不 到 ２ ｌ，使工 作辊 表 面受周 期 性 的加热 和冷 ０ｍｉ ｌ 却形 成 了变化 的温度 场 ，从 而 产生 显著 的周期 热应
轧 辊 剥 落 是 最 常 见 的 损 坏 形 式 ，现 场 调 查 亦 表 明 ，剥 落 是 导 致 轧 辊 损 坏 ，甚 至 发 生 过 早 报 废 的主 要 原 因 。 轧 制 中 由于 局 部 过 载 和 升 温 ，将 会 使 带 钢 焊 合 在 轧 辊 表 面 ，使 产 生 于 次 表 层 的裂 纹
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轧辊失效分析欧州轧辊制造商协会撰写目录前言 (2)第一章剥落1.1 马鞍形剥落 (4)1.2 挤压裂纹和带状疲劳剥落 (4)1.3 外层芯部结合层处剥落/ (5)1.4 外层/芯部接合层工作层厚度不够 (6)1.5 辊肩脱落 (6)第二章热裂纹2.1 带状热裂纹 (7)2.2 梯状热裂纹 (7)2.3 局部热裂纹 (8)第三章机械事故损伤3.1 冲击超载造成轴承部位断裂 (8)3.2 弯矩引起的轴承部位断裂 (9)3.3 传动端扭矩引起辊颈折断 (9)3.4 辊承磨损及烧死引起的辊颈折断 (10)3.5 热（应力）折断 (11)第四章表面及次表面（皮下）缺陷4.1 针孔和气孔 (12)4.2 夹杂 (12)4.3 硬点和软点 (13)第五章轧制过程中辊面状态5.1 表皮剥落 (13)5.2 大块带状剥落 (14)5.3 粘钢 (15)5.4 带边边缘磨损 (15)5.5 划伤/机械碰伤印痕 (16)前言1、目前，对任何成熟的轧制过程、轧制工艺，都可有不同的轧辊材质选择。
这些轧辊在正常的轧制条件下，可以顺利得用到报废直径。
然而，为了得到这一结果，正确的轧辊管理是非常必要的，这当中包括轧制周期长短的确定，良好的磨辊程序及无损检测手段。
除此之外，轧辊磨损轮廓的测量记录，工作硬化层的检测对轧辊服役期的增加也会是有益的。
2、在确定宽带钢工作辊材质时，轧辊制造厂家需要知道相关的轧制条件，其中包括精轧段机（架）的数量，轧辊服役的架次，带宽单位宽度上的轧制力，轧辊工作部位的最大预弯度，这些要素决定了复合轧辊芯部和外层材质的选择。
3、尽管轧辊制造商和用户都谨慎行事，还会发生轧辊失效，导致轧辊部分或全部损失，甚至损坏到轧机设备。
这些轧辊失效的原因都是与制造或使用相关的。
4、轧辊断裂的形貌往往用于鉴定断裂的原因。
一般来说，断裂可以是由负荷超载还是疲劳所引发的。
疲劳断裂初始从裂纹开始，逐渐延展，形成典型的断裂面。
这种断裂面相对平滑，呈现多条抑制线，一旦疲劳裂面达到临界大小，剩余的截面便突发破裂。
疲劳断裂的典型例子有支撑辊剥落、支撑辊颈折断，还有二辊式轧机的工作辊从内圆角区域处的断裂（应力腐蚀也会是引发原因之一）。
5、工作辊辊颈由于弯曲或扭矩过大引起的折断往往是自发性的。
这主要发生在负荷超载时所引发的辊颈折断。
这种折断也会发生在工作辊的辊身中部，尤其是四辊轧机的工作辊。
6、工作辊传动端因扭矩过大而折断往往是由于机械负荷超载所引发的。
机械负荷超载可能是轧辊间隙设置不当所致，也有可能来自外来物渗入轧辊间隙。
该种情况会在没有扭矩超载的保护装置的轧在线发生，或保护装置失控的情况下发生。
在机械负荷超载的情况下辊颈的折断可以有效地防止轧机及其部件的损坏，如主轴、齿轮箱及主电机。
由扭矩过大引起的辊颈失效可看出断裂面与轴向成45°。
为了减少轧机的损坏，工作辊的传动端就材质而言，针对最大的扭矩负荷，设计成相对弱的部位。
7、事故的发生，如粘接、卡带或辊缝间隙设计不当不一定都会引发轧辊的损坏，事故之后对轧辊正确处理非常重要。
将损伤的轧辊适当修磨消除缺陷是最安全的办法。
有许多有用的技巧处理事故后的轧辊。
因此，钢厂人员有必要注重这方面的相关措施。
8、整支轧辊的成本包括购买价和修磨费用，总是同轧机的运行成本联系起来一同考虑。
一支新辊的价值一般低于一个热轧厂运行一小时的价值，然而复杂的轧辊事故可以导致轧机长时停机，有的长达15小时甚至更久，而且很难排除。
另外，轧辊事故对支撑辊或轧机的损害也是不可排除的。
有些损坏常常需要一段时间才能体现出来。
9、这本轧辊失效的册子将有助于将来解释和防止类似情况发生。
10、尽管本手册提供的一系列轧辊在服役期中所存在的问题及现象，但仍不排除有没包括的问题。
我们可以承诺此手册概括90%的轧辊使用过程中所出现的现象，对轧机操作人员提供有力的帮助。
11、欢迎用户对本手册给予有益的建议，补充和预防措施以便使此手册能成为轧辊用户和制造厂家的活用的工具。
第一章剥落1.1马鞍形剥落1.1.1描述这种马鞍形状的疲劳剥落是起源于结合层下部芯部材质，从而引发了大块的掉肉。
从断裂表面上我们可以看到许多疲劳截面的传播途径。
这种剥落往往发生在片状石墨芯部的离心工作辊（4辊轧机），而且发生的部位往往是辊身中部。
1.1.2起源这种剥落往往是由于在轧制薄而硬的带钢时，压下比大，轧辊在偱环承受高负荷而引发剥落。
轧辊芯部材质交错地受正负应力的作用，在超过疲劳极限时，会引发微裂纹的产生。
随着微裂纹的增加，则会导致芯部材质的弱化。
下一个阶段，这些裂纹通过传播，逐渐由芯部延伸到辊身表面，进而产生“马鞍形”掉肉。
在轧辊自身残余应力还在的情况下，越容易导致这种现象的发生。
其实这种现象通常可用超声波手段及时地检测出来。
超声的回波的减弱会给我们这方面的提示。
也就是说这种轧辊材质不能承受此类轧机的负荷。
轧辊制造商责任1.1.3预防措施对轧辊制造厂家来说，客户能够提供必要的前期轧辊失效原因,以及相关的轧制过程参数，如轧制负荷（t/m带钢宽度）是很重要的.对负荷大的轧机，应采用高强度的球墨芯部材质避免低强度的片状石墨材质。
1.2挤压裂纹和带状疲劳剥落（猫舌状剥落）1.2.1 描述在初级阶段，在局部挤压过大的区域，在轧辊表面会形成一条或几条裂纹，这样的裂纹往往会在平行于辊轴的方向形成，然后逐渐沿径向传播；在下一个阶段，疲劳会逐渐向圆周方向漫延，呈现出平行于辊身表面的猫舌状断裂带。
断裂面的漫延方向同轧辊旋转方向相反。
这种断裂首先是在工作层中产生的，进而逐渐往辊身方向变深变宽，最终导致辊身大面积的剥落。
1.2.2起源过大的局部超负荷超过轧辊外层的抗剪切强度时则会引发裂纹。
在持续的轧制过程中疲劳则会继续引发裂纹的产生，进而导致辊身局部大面积掉肉。
对服役期较长的工作辊和支承辊，常常磨损的表面会时常产生局部的超负荷，对不正确的CVC轮廓来说也是同样。
对持续使用弯辊技术，没有合理的辊端倒角轮廓（以均衡支承辊端部应力）的支承辊，轧机事故以及轧制外来物都会引发此类裂纹。
（用户责任）1.2.3预防措施轧辊每次服役后应对其缺陷进行检测。
在发生严重轧机事故后，轧辊应进行100%裂纹检测，除此之外，还应采取一系列附加的措施，如服役期的长短的控制，修磨时能否完全去除裂纹、正确的轧辊凸度控制等等，从而有效地控制由于负荷超载所导致的轧辊失效。
用户可通过良好的轧辊检测纪律及正常的轧机运行避免此类失效的发生。
1.3表皮/芯部结合层处脱落1.3.1描述大区域表层金属由于结合层不良与芯部材质脱落，遂后脱落层沿着这一弱结合面进一步扩沿，最终导致工作层局部剥落。
1.3.2起源此类轧辊的要求之一是达到表皮材质同芯部材质完全的冶金结合。
表皮同芯部的分离是由于以下结合层强度的减弱所造成的，其主要原因是：•表层和芯部间残留的氧化层•结合层中残留的玻璃渣和杂质。
•结合层中过多的碳化物，气孔，片状石墨或非金属残留物如硫化物等。
其他造成表面同芯部脱落的因素有：•由于轧制事故，可能造成局部负荷超载，引发外部与芯部材质的脱落，进而这一分隔面沿着结合层逐步扩展，直到达到临界尺寸，瞬间产生二次脱落。
这种损坏形式在结合层没有任何缺陷的情况下也可发生。
•由于不正常的过热现象（冷却系统问题，粘钢等）结合层径向张力过大，也会导致结合层剥落。
一般情况下，如果结合层有可以看出的缺陷，就是轧辊铸造质量问题。
1.3.3预防措施超声波检测可检测和量化表皮与芯部结合程度，并可预测轧辊在使用过程中此结合层脱落的传播面。
具有破坏性后果的剥落，一般通过轧辊使用前的超声波检测是可以避免的。
这样的轧辊，其结合层局部分离尺寸已接近危险尺寸的，不能上机使用。
1.4外层/芯部结合层工作层厚度不够1.4.1 描述表皮同芯部完全结合，但是工作层厚度不够，轧辊无法使用到报废直径。
芯部材质具有更多石墨，合金量较少，所以比外层金属软许多，颜色呈灰色。
由于结合层往往是沿着外层金属的凝固线所形成的，因此在辊身表面所呈现的此类缺陷是不连续，不规则的。
1.4.2 起源离心层厚度取决于离心浇铸过程中的许多参数，如：离心层的浇铸铁水量，浇铸温度和停滞时间。
当其中一个参数没能达到设计要求值时，离心层厚度就达不到要求。
（轧辊制造质量问题）1.4.3预防措施采用可达到要求厚度的浇铸参数。
1.5 辊肩脱落1.5.1 描述工作辊表面或表层裂纹引起的脱落，发生在园周向距辊肩大约100~300mm 处。
裂纹一直向辊肩非工作面发展。
严重时，裂纹及引发的脱落可发展到辊身辊颈过渡圆弧处。
当裂纹延展到一定深度时，就会引发大块剥落。
1.5.2 起源辊肩压力过大，工作辊正弯曲引发的负荷，支撑辊的倒角设计不当，板型不好，带钢边缘过厚（狗骨头状）或不适当的装配等等都会造成轧辊局部超载，从而造成局部剪切应力超过工作辊辊身自身材质抗剪切强度。
外加轧辊辊端长时间磨损过大，易造成辊身端部局部超载，引发裂纹的产生。
随着裂纹的进一步延展，扩至辊身非工作面，造成剥落。
1.5.3预防措施确保支撑辊的辊身完好，恰当的辊端倒角设计。
避免在工作辊辊端部位应力过于集中。
确保弯辊得到很好的控制。
注意工作辊支承辊的之间的配合和轮廓的设计。
第二章热裂纹2.1带状热裂纹2.1.1描述相当于带钢宽度的部位，与工作辊接触的弧面。
这些裂纹往往看上去是镶嵌式的，但裂纹的间隙往往宽于传统热裂纹的宽度。
2.1.2起源在轧机发生机械事故时，带钢粘在工作辊的表面时间可能会很长。
在接触部位的辊身表面温度可能会急剧增加，进而使整个轧辊温度增加，所导致的热应力在有些情况下会超载辊子自身材料的热态屈服强度。
当带钢与辊身脱离时，在轧辊起吊过程中，辊面得到冷却，有些表面则会产生收缩，从而引发表面裂纹。
产生热裂纹的严重程度取决于粘钢接触过程的长短和冷却速度。
2.1.3预防措施防止轧机事故坯料粘结。
在轧机发生事故时，应快速打开轧辊间隔，关掉冷却水，去掉辊身上卷曲的带钢。
为避免对轧辊的损坏，应立即启动轧辊旋转装置，等辊身温度均衡时，打开冷却水使辊身的温度进一步均匀化。
对末架轧辊换辊是一必然措施。
辊身必须重新修磨，以避免任何裂纹的存在。
（采用无损探伤，以避免内部缺陷）2.2梯状热裂纹2.2.1描述这种裂纹呈现出沿园周向的宽带，裂纹的朝向是轴向的，然而却是向径向扩延的。
2.2.2起源这种裂纹的起源可能是由于冷却水的不足所导致的，比如说冷却水喷嘴被堵。
由于裂纹的产生，辊身的温度也就会越高，这种裂纹往往比热裂纹深。
（用户责任）2.2.3预防措施保证冷却系统的正常运行，充分保证冷却水的量及水压。
定期检查喷嘴的位置及功能。
2.3局部热裂纹2.3.1描述辊身局部出现热裂，有时有局部掉肉。
2.3.2起源这种失效的原因在这些局部可能是由于机械和热应力的双重作用超过了辊子自身的材质的抗屈服强度所导致的，并且在进一步冷却中还会进一步扩展。