轧辊辊颈断裂分析
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收稿日期 :2000210218
图 1 断口宏观形貌
图 2 辊颈亮斑与坑痕
·305 ·
陈联满 :轧辊辊颈断裂分析
表 1 化学成分分析结果
项目
C
Si
Mn
P
S
试样
1. 93
2. 13
0. 59
质保书
3. 02
2. 05
0. 59
GB/ T 1504 - 1991 2. 90～3. 80 0. 80～2. 50 0. 40～1. 20
14. 电子显微镜是一种新型的可进行综合分析 的现代测试仪器 ,它能把形貌显示 、微区成分分析和 晶体结构分析三者结合起来进行 。透射电镜的点分 辨率已达到 0. 2～0. 3nm ,即在电镜下可观察到两 粒子的最近距离 ,点阵分辨率可达 0. 144nm ,即能 看清两晶面间的间距 。透射电镜还可以进行选区电
第 37 卷第 7 期 2001 年 7 月
失效分析
理化检验2物理分册
PTCA ( PAR T A : PH YSICAL TESTIN G)
Vol. 37 No. 7 J ul. 2001
轧辊辊颈断裂分析
陈联满
(马鞍山钢铁股份有限公司钢研所 , 马鞍山 243000)
摘 要 : 通过对断裂轧辊辊颈的化学成分 、力学性能 、断口及高低倍组织分析 ,认为碳含量较低 和大面积条 、网状渗碳体等缺陷是导致辊颈断裂的主要原因 。
图 3 取样示意图
2. 3 化学分析 化学成分分析结果见表 1 。表中碳含量重新取
样复验两次 ,均为 1. 93 %左右 ,远低于标准中球墨 铸铁的成分范围 。 2. 4 低倍检验
低倍试样经 50 %盐酸水溶液热浸蚀 ,低倍组织 稍粗 ,试样面上有闪光点 ,心部有直径约 65mm 的 疏松孔洞区 ,见图 4 。
16. 位错属于线缺陷 ,其特点是沿着空间点阵 某一方向的尺寸很长 ,而在另两个方向的尺寸则很 短 ,它是晶体缺陷中最重要的一种 。有刃型位错 、螺 型位错和混合位错等三种 。混合位错的原子排列介 于螺型位错和刃型位错之间 ,也可分解为螺型位错 和刃型位错 。
17. 亚温淬火亦称不完全淬火 ,即将亚共析钢 加热至 A c1～ A c3 的温度范围内 ,经保温后快速冷 却至室温的热处理过程 。这种热处理可在不降低强 度的同时提高钢的冲击韧性 ,是一种利用钢中的韧 性相 ,提高钢的冲击韧性的强韧化工艺 。亚温淬火 得到的组织为铁素体基体上均匀分布着岛状的马氏 体和奥氏体组织 ( M + A) 。由于铁素体是低强度高 塑性相 ,而 ( M + A) 岛状组织具有较高强度 ,于是这 种组织的屈服强度比较低而加工硬化率很高 ,所以 亚温淬火复相钢的冷轧钢件可得到非常高的强度 。
1 概况
轧钢厂在轧辊库房吊运轧辊过程中 ,当吊离一 根堆垛在两根轧辊之间的上一层轧辊时 ,下层两根 轧辊自然相向滚动靠拢 ,引起辊身相碰 ,其中一根轧 辊辊颈发生瞬间震断 。断裂轧辊由国内某轧辊厂制 造 ,质保书中产品号为 ITLA7033 ,辊号为 004 ,规格 为 <700mm ×2300mm ,重 8. 84t ,属于镍 、铬 、钼无限 冷硬球墨铸铁轧辊 。
0. 084 0. 11 ≤0. 25
0. 01 0. 01 ≤0. 03
w ( %)
Ni
Cr
Mo
1. 17
0. 37
0. 14
1. 34
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
0. 46
0. 15
1. 00～3. 00 0. 30～1. 20 0. 20～0. 80
7mm 。坑底部正视为灰黑色 , 迎光斜视有闪光亮 点 ,见图 2 。 2. 2 取样
子衍射操作 ,这样就可以把样品中观察部位的微观 形貌与其晶体结构对照起来 。
15. 扫描电镜具有试样制备简单 ,放大倍数可 连续调节 ,并可观察大块试样 ,景深长 ,分辨率高 (达 3nm) 等优点 。适合于对较粗糙表面如金属断口和 显微组织的三维形态的观察研究 ,也是进行失效分 析和对材料 (包括无机非金属和高分子聚合物) 进行 研究的有效工具 。如对扫描电镜配置能谱仪还可对 分析试样进行成分分析 。
1～3 号断口试样取自断裂源区 ,断口经化学法 和超声波清洗后 ,用 SEM235C 扫描电镜观察 。三个 试样断裂面上均分布着较多粗大网状和长条状渗碳 体 ,微观裂纹源均起源于网状 、条状渗碳体 ,见图 6 和图 7 ,基体为解理断裂 。
图 4 低倍组织 1∶3
2. 5 力学性能 2. 5. 1 硬度测定
·307 ·
陈联满 :轧辊辊颈断裂分析
从相变动力学上看 ,过冷度大 ,冷却速度大 ,有利于 形成亚稳定相渗碳体 ,不利于形成稳定相石墨[3 ] , 这与金相试样面石墨数量较少 、球化质量欠佳和组 织中出现大量渗碳体的结果一致 ,即组织缺陷是由 碳含量较低引起的 。
4 结论
综合上述检验结果 ,辊颈受震断裂 ,主要是轧辊 组织中存在大面积连续粗条状 、网条状渗碳体等缺 陷造成 ;辊颈机加工切削面出现的坑痕和浮凸亮斑
断口圆周面车削至直径 270mm 时 ,用车床割 刀切割成两块圆饼 ,一块为断口面 ,一块紧靠断口面 之后 (图 3) ,厚度分别为 30mm 和 10mm 。理化检验 取样部位见图 3 ,图中虚线为辊颈圆周面 ,实线为车 削后的断口圆周面 。
平均值 ,辊身硬度为 75 HS ,辊颈为 43 HS。辊颈截面 硬度测试是在酸蚀前的低倍试样上进行的 ,结果见 图 5 ,图中两点间隔为 20mm 。图 5 表明辊颈从心部 到表面无明显的硬度变化梯度 。
2 检验结果
2. 1 宏观检验 断口位于直径为 370mm 的辊颈凹槽直角处 ,
距辊颈端面约 600mm 。断裂面垂直于辊身轴线 ,断 口平整 ,无明显塑性变形 ,呈脆性断裂特征 。因断后 存放时间较长 ,表面已锈蚀 ,断裂源隐约可寻 ,略偏 于断面中心 。断口宏观形貌见图 1 。此外 ,在取样 过程中 ,辊颈圆周面车削至直径 270mm 时 ,发现圆 周表面出现较多浮凸亮斑和坑痕 。坑痕直径 3 ～
[ 3 ] 北京钢铁学院金相教研组编. 金属材料学原理 [ M ] . 北 京 :北京钢铁学院 , 1974.
·人员培训与资格鉴定·
物理金相三级人员试题参考答案
12. 俄歇电子能谱仪是一种对表面十分敏感的 分析技术 ,其主要性能为 :
(1) 表面灵敏度高 ,能给出表面 1～3nm 深度 内元素组分信息 ,检测灵敏度为 10 - 18g 。
辊颈车削中发现坑痕与浮凸亮斑 ,根据金相和 断口分析结果 ,其主要是成族分布的条状渗碳体所 致 ,这些部位既硬又脆 ,在切削应力作用下 ,有的发 生剥离形成坑痕 ,末剥离的则形成浮凸亮斑 。
化学分析结果表明 ,碳含量仅为 1. 93 % ,远低 于球 墨 铸 铁 碳 含 量 范 围 , 比 质 保 书 中 的 碳 含 量 3102 %低 1. 09 %。根据含硅量为 2. 4 %的铁2碳2硅 平衡相图[1 ] ,碳含量 1. 93 %对应的液固相线温度约 为 1360 ℃,碳含量 3. 02 %对应的液固相线温度约为 1240 ℃,即碳含量降低 1 %左右 ,铁液的液固相线温 度随之升高 100 ℃左右 ,在浇铸时 ,若乃按球墨铸铁 的浇铸温度 (大约 1350 ℃) 进行浇铸 ,此时铁液温度 已处于液2固两相区范围内 ,属于低温浇铸 ,铁液的 粘稠性必然较大 ,流动性也较差 。液体结晶凝固时 体积局部收缩形成的孔洞 ,因流动性差不能及时补 充而产生疏松与缩孔 ;另外在液固相变过程中 ,亚共 晶铸铁结晶间隔随碳含量降低而增大[2 ] ,结晶间隔 增大也就意味着结晶过冷度增大 。其次冷硬型铸铁 轧辊都采用金属型铸造 ,铸造凝固冷却速度比较大 。
(2) 元素分析范围广 ,可分析除 H 和 He 以外 的所有元素 ,特别对低原子序数的元素更为有效 。
(3) 微区分析能力高 ,可给出元素在表面上的 一维或二维分布图象 ,横向分辨率可达 15nm 。
(4) 结合离子溅射 ,可进行组分深度分析 ,具有 固体组分三维分析能力 。
13. 光电子能谱仪可分析2 He～92 U 的所有元 素 ,对试样无破坏作用 ,检测表面态的元素特别有 用 。它不仅适用于分析金属 、半导体 ,还能分析绝缘 体和聚合物 。对于金属 ,分析深度在 2nm 之内 ; 对 聚合物分析深度在 4～10nm 范围内 。分析精度达 2 % ,摩尔分数检测极限约为 10 - 2 %～10 - 3 % ;分辨 率可达 5～10μm 。结合离子溅射技术可获得元素 的深度分布信息 ,但检测速度低于 A ES 技术 ,其最 大优点是能鉴定元素所处的化学态 ,特别适用于微 区域成分分析 。
是成簇分布的条状渗碳体所致 ;而轧辊组织缺陷是 由碳含量较低引起的 。
参考文献 :
[ 1 ] 东北工学院 ,等编. 铸铁及其熔化 [ M ] . 北京 :冶金工业 出版社 , 1978. 22.
[ 2 ] 李炯辉 ,等编. 钢铁材料金相图谱 [ M ] . 上海 :科技出版 社 , 1981. 4.
图 8 轧辊之显微组织 4 %硝酸酒精溶液侵蚀 100 ×
图 9 辊颈心部之显微组织 4 %硝酸酒精溶液侵蚀 100 ×
3 结果讨论
无限冷硬铸铁轧辊的正常组织是外层碳化物
图 10 位于表面坑痕处的显微组织 100 ×
( FeC3) 含量为 25 %～35 %和 2 %～4 %的粒状石墨 , 内层碳化物含量约 5 %。但断裂轧辊金相分析结果 表明 ,辊颈截面从外层到心部组织基本相同 ,组织中 存在较多大面积粗条状 、网状渗碳体 ,显然属于铸造 缺陷组织 。这种大面积脆性相的存在 ,必定严重地 削弱金属基体界面结合力 ,增加界面脆性 ,导致材料 变脆 ,强韧性指标大幅度下降 。同时组织粗大 、球化 欠佳 、心部疏松孔洞区的存在 ,都会使材料内应力增 大 ,力学性能下降 。因此在辊身相碰时 ,在外加震动 应力与内应力的交互作用下 ,以脆性相和一些缺陷 为核心 ,萌生出裂纹 。由于材料较脆 ,裂纹一旦萌 生 ,便立即扩展产生瞬间断裂 。这种断裂途径与扫 描电镜断口观察的裂纹沿条 、网状渗碳体解理扩展 相吻合 。
图 5 轧辊截面硬度分布 ( HS)
2. 5. 2 拉伸试验 按图 1 所示部位取三根拉伸试样 。检验结果 ,
抗拉强度 σb 分别为 245 ,220 和 255N/ mm2 ,此值低 于 GB/ T 1504 - 1991 中规定的 σb 不小于 294N/ mm2 ;塑性指标趋近于零 ,即 δ5 和 ψ均为零 。 2. 6 微观断口分析
关键词 : 轧辊辊颈 ; 断裂 ; 渗碳体
中图分类号 : T G111. 91 文献标识码 : B 文章编号 : 100124012 (2001) 0720305204
FRACTU RE ANAL YSIS O F THE ROLLπS N EC K
CHEN Lian2man
(Maπanshan Iron and Steel Co. Ltd , Ma′anshan 243000 , China) Abstract : Failed rollπs neck was analyzed t hrough chemical analysis , mechanical testing , macro and micro2scopic fractograph as well as microstructure examination. The results showed t hat larger area bar and network cementite and lower carbon content were t he major reason for shock fracture of rollπs neck. Key words : Rollπs neck ; Fracture ; Cementite
对轧辊进行了现场肖氏硬度测试 ,硬度取三点
·306 ·
图 6 断口微观形貌 300 ×
2. 7 金相检验 三个试样的金相检验结果基本相同 ,试样侵蚀
陈联满 :轧辊辊颈断裂分析
图 7 断口微观形貌 100 ×
前按 GB/ T 9441 - 1988 标准评定 ,石墨球化为 3～4 级 ,石墨大小为 4～5 级 ,试样面石墨数量较少 。侵 蚀后组织为珠光体 + 粗条状渗碳体 + 网状渗碳体 + 少量铁素休 ,见图 8 。图 9 是 3 号试样 (辊颈心部) 疏松孔洞组织 。图 10 为位于表面坑痕处的显微组 织 ,长条状一次渗碳体呈族分布 。
图 1 断口宏观形貌
图 2 辊颈亮斑与坑痕
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陈联满 :轧辊辊颈断裂分析
表 1 化学成分分析结果
项目
C
Si
Mn
P
S
试样
1. 93
2. 13
0. 59
质保书
3. 02
2. 05
0. 59
GB/ T 1504 - 1991 2. 90～3. 80 0. 80～2. 50 0. 40～1. 20
14. 电子显微镜是一种新型的可进行综合分析 的现代测试仪器 ,它能把形貌显示 、微区成分分析和 晶体结构分析三者结合起来进行 。透射电镜的点分 辨率已达到 0. 2～0. 3nm ,即在电镜下可观察到两 粒子的最近距离 ,点阵分辨率可达 0. 144nm ,即能 看清两晶面间的间距 。透射电镜还可以进行选区电
第 37 卷第 7 期 2001 年 7 月
失效分析
理化检验2物理分册
PTCA ( PAR T A : PH YSICAL TESTIN G)
Vol. 37 No. 7 J ul. 2001
轧辊辊颈断裂分析
陈联满
(马鞍山钢铁股份有限公司钢研所 , 马鞍山 243000)
摘 要 : 通过对断裂轧辊辊颈的化学成分 、力学性能 、断口及高低倍组织分析 ,认为碳含量较低 和大面积条 、网状渗碳体等缺陷是导致辊颈断裂的主要原因 。
图 3 取样示意图
2. 3 化学分析 化学成分分析结果见表 1 。表中碳含量重新取
样复验两次 ,均为 1. 93 %左右 ,远低于标准中球墨 铸铁的成分范围 。 2. 4 低倍检验
低倍试样经 50 %盐酸水溶液热浸蚀 ,低倍组织 稍粗 ,试样面上有闪光点 ,心部有直径约 65mm 的 疏松孔洞区 ,见图 4 。
16. 位错属于线缺陷 ,其特点是沿着空间点阵 某一方向的尺寸很长 ,而在另两个方向的尺寸则很 短 ,它是晶体缺陷中最重要的一种 。有刃型位错 、螺 型位错和混合位错等三种 。混合位错的原子排列介 于螺型位错和刃型位错之间 ,也可分解为螺型位错 和刃型位错 。
17. 亚温淬火亦称不完全淬火 ,即将亚共析钢 加热至 A c1～ A c3 的温度范围内 ,经保温后快速冷 却至室温的热处理过程 。这种热处理可在不降低强 度的同时提高钢的冲击韧性 ,是一种利用钢中的韧 性相 ,提高钢的冲击韧性的强韧化工艺 。亚温淬火 得到的组织为铁素体基体上均匀分布着岛状的马氏 体和奥氏体组织 ( M + A) 。由于铁素体是低强度高 塑性相 ,而 ( M + A) 岛状组织具有较高强度 ,于是这 种组织的屈服强度比较低而加工硬化率很高 ,所以 亚温淬火复相钢的冷轧钢件可得到非常高的强度 。
1 概况
轧钢厂在轧辊库房吊运轧辊过程中 ,当吊离一 根堆垛在两根轧辊之间的上一层轧辊时 ,下层两根 轧辊自然相向滚动靠拢 ,引起辊身相碰 ,其中一根轧 辊辊颈发生瞬间震断 。断裂轧辊由国内某轧辊厂制 造 ,质保书中产品号为 ITLA7033 ,辊号为 004 ,规格 为 <700mm ×2300mm ,重 8. 84t ,属于镍 、铬 、钼无限 冷硬球墨铸铁轧辊 。
0. 084 0. 11 ≤0. 25
0. 01 0. 01 ≤0. 03
w ( %)
Ni
Cr
Mo
1. 17
0. 37
0. 14
1. 34
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
0. 46
0. 15
1. 00～3. 00 0. 30～1. 20 0. 20～0. 80
7mm 。坑底部正视为灰黑色 , 迎光斜视有闪光亮 点 ,见图 2 。 2. 2 取样
子衍射操作 ,这样就可以把样品中观察部位的微观 形貌与其晶体结构对照起来 。
15. 扫描电镜具有试样制备简单 ,放大倍数可 连续调节 ,并可观察大块试样 ,景深长 ,分辨率高 (达 3nm) 等优点 。适合于对较粗糙表面如金属断口和 显微组织的三维形态的观察研究 ,也是进行失效分 析和对材料 (包括无机非金属和高分子聚合物) 进行 研究的有效工具 。如对扫描电镜配置能谱仪还可对 分析试样进行成分分析 。
1～3 号断口试样取自断裂源区 ,断口经化学法 和超声波清洗后 ,用 SEM235C 扫描电镜观察 。三个 试样断裂面上均分布着较多粗大网状和长条状渗碳 体 ,微观裂纹源均起源于网状 、条状渗碳体 ,见图 6 和图 7 ,基体为解理断裂 。
图 4 低倍组织 1∶3
2. 5 力学性能 2. 5. 1 硬度测定
·307 ·
陈联满 :轧辊辊颈断裂分析
从相变动力学上看 ,过冷度大 ,冷却速度大 ,有利于 形成亚稳定相渗碳体 ,不利于形成稳定相石墨[3 ] , 这与金相试样面石墨数量较少 、球化质量欠佳和组 织中出现大量渗碳体的结果一致 ,即组织缺陷是由 碳含量较低引起的 。
4 结论
综合上述检验结果 ,辊颈受震断裂 ,主要是轧辊 组织中存在大面积连续粗条状 、网条状渗碳体等缺 陷造成 ;辊颈机加工切削面出现的坑痕和浮凸亮斑
断口圆周面车削至直径 270mm 时 ,用车床割 刀切割成两块圆饼 ,一块为断口面 ,一块紧靠断口面 之后 (图 3) ,厚度分别为 30mm 和 10mm 。理化检验 取样部位见图 3 ,图中虚线为辊颈圆周面 ,实线为车 削后的断口圆周面 。
平均值 ,辊身硬度为 75 HS ,辊颈为 43 HS。辊颈截面 硬度测试是在酸蚀前的低倍试样上进行的 ,结果见 图 5 ,图中两点间隔为 20mm 。图 5 表明辊颈从心部 到表面无明显的硬度变化梯度 。
2 检验结果
2. 1 宏观检验 断口位于直径为 370mm 的辊颈凹槽直角处 ,
距辊颈端面约 600mm 。断裂面垂直于辊身轴线 ,断 口平整 ,无明显塑性变形 ,呈脆性断裂特征 。因断后 存放时间较长 ,表面已锈蚀 ,断裂源隐约可寻 ,略偏 于断面中心 。断口宏观形貌见图 1 。此外 ,在取样 过程中 ,辊颈圆周面车削至直径 270mm 时 ,发现圆 周表面出现较多浮凸亮斑和坑痕 。坑痕直径 3 ～
[ 3 ] 北京钢铁学院金相教研组编. 金属材料学原理 [ M ] . 北 京 :北京钢铁学院 , 1974.
·人员培训与资格鉴定·
物理金相三级人员试题参考答案
12. 俄歇电子能谱仪是一种对表面十分敏感的 分析技术 ,其主要性能为 :
(1) 表面灵敏度高 ,能给出表面 1～3nm 深度 内元素组分信息 ,检测灵敏度为 10 - 18g 。
辊颈车削中发现坑痕与浮凸亮斑 ,根据金相和 断口分析结果 ,其主要是成族分布的条状渗碳体所 致 ,这些部位既硬又脆 ,在切削应力作用下 ,有的发 生剥离形成坑痕 ,末剥离的则形成浮凸亮斑 。
化学分析结果表明 ,碳含量仅为 1. 93 % ,远低 于球 墨 铸 铁 碳 含 量 范 围 , 比 质 保 书 中 的 碳 含 量 3102 %低 1. 09 %。根据含硅量为 2. 4 %的铁2碳2硅 平衡相图[1 ] ,碳含量 1. 93 %对应的液固相线温度约 为 1360 ℃,碳含量 3. 02 %对应的液固相线温度约为 1240 ℃,即碳含量降低 1 %左右 ,铁液的液固相线温 度随之升高 100 ℃左右 ,在浇铸时 ,若乃按球墨铸铁 的浇铸温度 (大约 1350 ℃) 进行浇铸 ,此时铁液温度 已处于液2固两相区范围内 ,属于低温浇铸 ,铁液的 粘稠性必然较大 ,流动性也较差 。液体结晶凝固时 体积局部收缩形成的孔洞 ,因流动性差不能及时补 充而产生疏松与缩孔 ;另外在液固相变过程中 ,亚共 晶铸铁结晶间隔随碳含量降低而增大[2 ] ,结晶间隔 增大也就意味着结晶过冷度增大 。其次冷硬型铸铁 轧辊都采用金属型铸造 ,铸造凝固冷却速度比较大 。
(2) 元素分析范围广 ,可分析除 H 和 He 以外 的所有元素 ,特别对低原子序数的元素更为有效 。
(3) 微区分析能力高 ,可给出元素在表面上的 一维或二维分布图象 ,横向分辨率可达 15nm 。
(4) 结合离子溅射 ,可进行组分深度分析 ,具有 固体组分三维分析能力 。
13. 光电子能谱仪可分析2 He～92 U 的所有元 素 ,对试样无破坏作用 ,检测表面态的元素特别有 用 。它不仅适用于分析金属 、半导体 ,还能分析绝缘 体和聚合物 。对于金属 ,分析深度在 2nm 之内 ; 对 聚合物分析深度在 4～10nm 范围内 。分析精度达 2 % ,摩尔分数检测极限约为 10 - 2 %～10 - 3 % ;分辨 率可达 5～10μm 。结合离子溅射技术可获得元素 的深度分布信息 ,但检测速度低于 A ES 技术 ,其最 大优点是能鉴定元素所处的化学态 ,特别适用于微 区域成分分析 。
是成簇分布的条状渗碳体所致 ;而轧辊组织缺陷是 由碳含量较低引起的 。
参考文献 :
[ 1 ] 东北工学院 ,等编. 铸铁及其熔化 [ M ] . 北京 :冶金工业 出版社 , 1978. 22.
[ 2 ] 李炯辉 ,等编. 钢铁材料金相图谱 [ M ] . 上海 :科技出版 社 , 1981. 4.
图 8 轧辊之显微组织 4 %硝酸酒精溶液侵蚀 100 ×
图 9 辊颈心部之显微组织 4 %硝酸酒精溶液侵蚀 100 ×
3 结果讨论
无限冷硬铸铁轧辊的正常组织是外层碳化物
图 10 位于表面坑痕处的显微组织 100 ×
( FeC3) 含量为 25 %～35 %和 2 %～4 %的粒状石墨 , 内层碳化物含量约 5 %。但断裂轧辊金相分析结果 表明 ,辊颈截面从外层到心部组织基本相同 ,组织中 存在较多大面积粗条状 、网状渗碳体 ,显然属于铸造 缺陷组织 。这种大面积脆性相的存在 ,必定严重地 削弱金属基体界面结合力 ,增加界面脆性 ,导致材料 变脆 ,强韧性指标大幅度下降 。同时组织粗大 、球化 欠佳 、心部疏松孔洞区的存在 ,都会使材料内应力增 大 ,力学性能下降 。因此在辊身相碰时 ,在外加震动 应力与内应力的交互作用下 ,以脆性相和一些缺陷 为核心 ,萌生出裂纹 。由于材料较脆 ,裂纹一旦萌 生 ,便立即扩展产生瞬间断裂 。这种断裂途径与扫 描电镜断口观察的裂纹沿条 、网状渗碳体解理扩展 相吻合 。
图 5 轧辊截面硬度分布 ( HS)
2. 5. 2 拉伸试验 按图 1 所示部位取三根拉伸试样 。检验结果 ,
抗拉强度 σb 分别为 245 ,220 和 255N/ mm2 ,此值低 于 GB/ T 1504 - 1991 中规定的 σb 不小于 294N/ mm2 ;塑性指标趋近于零 ,即 δ5 和 ψ均为零 。 2. 6 微观断口分析
关键词 : 轧辊辊颈 ; 断裂 ; 渗碳体
中图分类号 : T G111. 91 文献标识码 : B 文章编号 : 100124012 (2001) 0720305204
FRACTU RE ANAL YSIS O F THE ROLLπS N EC K
CHEN Lian2man
(Maπanshan Iron and Steel Co. Ltd , Ma′anshan 243000 , China) Abstract : Failed rollπs neck was analyzed t hrough chemical analysis , mechanical testing , macro and micro2scopic fractograph as well as microstructure examination. The results showed t hat larger area bar and network cementite and lower carbon content were t he major reason for shock fracture of rollπs neck. Key words : Rollπs neck ; Fracture ; Cementite
对轧辊进行了现场肖氏硬度测试 ,硬度取三点
·306 ·
图 6 断口微观形貌 300 ×
2. 7 金相检验 三个试样的金相检验结果基本相同 ,试样侵蚀
陈联满 :轧辊辊颈断裂分析
图 7 断口微观形貌 100 ×
前按 GB/ T 9441 - 1988 标准评定 ,石墨球化为 3～4 级 ,石墨大小为 4～5 级 ,试样面石墨数量较少 。侵 蚀后组织为珠光体 + 粗条状渗碳体 + 网状渗碳体 + 少量铁素休 ,见图 8 。图 9 是 3 号试样 (辊颈心部) 疏松孔洞组织 。图 10 为位于表面坑痕处的显微组 织 ,长条状一次渗碳体呈族分布 。