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对辊压球机轧辊开裂原因剖析
日期:2018年12月29日    来源:百佳小编
 
  
  轧辊是对辊压球机中的重要部件,工况复杂,在成型过程中,轧辊遭到强壮的挤压力和摩擦力,因而,轧辊有必要具有高且均匀的外表硬度和深的淬硬层,还应具有满足的强度和耐性以及较高的抗疲劳功能。
  
  我公司出产的矿粉压球机扎辊,选用9Cr2Mo钢,质量1.2t,直径700mm,高600mm。轧辊出产工序为:铸造→球化退火→650℃保温100h去氢处理→粗加工→870℃加热淬火→190℃回火20~25h→空冷。在热处理后清洗时发作开裂,后切取试样时又屡次发作迸裂。
  
  为探究开裂原因,对矿粉压球机辊皮进行了一系列理化试验。
  
  轧辊外形迸裂后的断口描摹如取待测试样进行剖析,其H的质量分数为1.5×10-4%。9Cr2Mo归于白点灵敏性强的钢种,因而轧辊材猜中的H含量较高。取力学功能试样进行拉伸、冲击,轧辊的冲击值较低。试样经酸洗后,根据GB/T1979—2001《结构钢低倍安排缺点评级图》,用肉眼调查试样,其低倍安排,低倍安排评级。对轧辊断面进行微观调查,无显着塑性变形,断面平整,在每个断面中心接近内外表的部位有一个圆形裂纹源,其周围呈辐射状,整个断口有金属光泽,具有氢脆断口特征。
  
  在矿粉压球机轧辊接近裂纹源的部位取样,轧辊的化学成分中w(Ni)偏高试样左边大部分区域枝晶偏析较严峻,右边一小部分区域枝晶偏析较轻,试样上发现有次生裂纹,未发现其他低倍缺点。根据GB/T10561—2005《钢中非金属夹杂物含量的测定标准评级图显微检验法》,参照附录A(规范性附录),B,C,D和DS夹杂物的ISO评级图,进行夹杂物评定,成果如下:试样中含有硫化物,级别为A1.0级,被检试样其他区域还有单颗粒球状氧化物类夹杂物,级别为D1.0,0.5e,DS1.0,0.5级,轧辊的夹杂物数量较多,且有的颗粒较大,硫化物有铸态分布特征。
  
  矿粉压球机轧辊的枝晶偏析严峻,金相试样在显微镜较低倍数调查,存在“黑白”清楚的两种安排区域,黑色区域为片层状珠光体+细小颗粒状碳化物,白色区域安排为铁素体+较大颗粒状碳化物,次生裂纹抛光态描摹次生裂纹呈折线型扩展,其角落处刚健有力,呈较大应力开裂特征,描摹,扫描电镜断口剖析9Cr2Mo轧辊的断口平齐,未发现塑性变形区,有金属光泽,断口上有两个区域,接近断口中部偏内外表有一个圆形的裂纹源区,裂纹源区在扫描电镜上调查呈“鸡爪痕”特征,周围是放射状瞬时开裂区,瞬时开裂区为解理特征,9Cr2Mo轧辊断口为典型的氢脆开裂。
  
  矿粉压球机9Cr2Mo轧辊断口的微观描摹中间有一圆形裂纹源区域,其周围呈放射状扩展,断口平齐,无塑性变形,断口有金属光泽,整个断口呈脆性开裂特征。裂纹源区的微观描摹呈“鸡爪痕”状,其快速扩展区呈解理开裂特征。该断口为典型的氢脆开裂断口。9Cr2Mo钢归于白点灵敏性强的钢种,对H的效果非常灵敏。轧辊中剩余H的质量分数为1.5×10-4%,因为轧辊曾发作两次迸裂,在切取试样时亦发出洪亮的响声,以及H有分散的特性,在这一过程中H会从金属基体中逸出,所以轧辊的原始H含量必定会高于测量值,因而H含量偏高是高频焊管轧辊氢致开裂的主要原因之一。
  
  轧辊存在严峻的枝晶偏析现象,严峻的偏析会造成化学成分的微观与微观的不均匀性,然后直接导致显微安排与力学功能的不均匀。轧辊金相安排中在枝晶偏析的枝晶间存在碳化物集合区,这一区域的硬度显着高于其它区域。大锻件产生严峻偏析的原因通常是,钢锭冶炼和浇注过程中,浇注温度过高或凝结速度较慢,然后加大了钢锭的偏析,而在铸造过程中,没有充分打碎铸态安排使安排均匀化,然后构成微观和微观的偏析。由此也说明该锻件铸造不充分,存在必定的铸态安排。偏析的存在必定程度上下降了材料的归纳力学功能,然后使锻件容易发作开裂。氢脆的发作往往是H与应力一起效果的成果,在轧辊出产中应力(包含铸造和热处理应力)过大也是轧辊开裂的一个原因。夹杂物较多为H在轧辊内部区域的集合供给了场所,给H的外逸增加了必定的难度,然后为其氢致开裂供给了必定的条件。
  
  结论及主张
  
  (1)矿粉压球机轧辊的开裂为氢致开裂,氢脆的裂纹源位于轧辊内部铸造不充分处。应优化去氢工艺,下降轧辊的H含量。
  
  (2)宽粉压球机轧辊的枝晶偏析较严峻,夹杂物含量较高,增加了去H的难度,加大了氢脆发作的机率。主张优化铸造工艺及严格执行工艺要求,下降枝晶偏析程度。
  
  (3)芯部材料铸造不充分也对材料的归纳功能产生了必定的晦气影响。主张提高冶金质量,下降钢中夹杂物的含量;优化热处理工艺,下降淬火应力。