Page 79 - 理化检验-物理分册2019年第二期

浦 红, 等: 粗轧机球墨铸钢水平辊开裂原因分析

断裂由工作面向内扩展.
依据 GB / T１５０３－２００８ « 铸钢轧辊» 取样进行
检验和分析, 检验项目包括化学成分分析、 硬度试
验、 金相检验和扫描电镜分析.
１．２ 化学成分分析
水平辊化学成分光谱分析结果见表 １ .可见该
水平辊材料为球墨铸钢 GS１４０ .除了磷元素含量略
图 ２ 水平辊碎块宏观形貌 高于 GB / T１５０３－２００８ 要求外, 其他元素含量均符
Fi g 敭２ Macromor p holo gy ofafra g mentofthehorizontalroll 合标准要求.
表 １ 化学成分分析结果( 质量分数)
Tab敭１ Resultsofchemicalcom p ositionanal y sis massfraction ％
项目 C Si Mn P S Cr Ni Mo Cu
实测值 １．５ １．５ ０．６ ０．０４３ ０．００５ ０．９ ０．０９１ ０．３ ０．０２６
标准值 １．３~１．５ １．３~１．６ ０．５~１．０ ≤０．０３５ ≤０．０３０ ０．４~１．０ － ０．２~０．５ －

１．３ 硬度试验 １．４ 金相检验
水 平 辊 洛 氏 硬 度 试 验 结 果 见 表 ２ . GB / T 在水平辊上取样制备金相试样, 使用光学显微
１５０３－２００８ 要 求 水 平 辊 辊 身 的 硬 度 范 围 为 ３６~ 镜和扫描电镜进行观察和分析.
４６HSD , 开裂水平辊辊身的硬度为３１．１HRC , 相当 抛光态试样上可见弥散分布的石墨, 石墨数量
于 ４３．５HSD , 符合标准要求. 少, 且尺寸大小不一, 形状不规则, 见图 ３ .试样显
表 ２ 洛氏硬度试验结果 微组织为细珠光体 ＋ 碳化物 ＋ 石墨, 见图 ４a ) ~b );
Tab敭２ ResultofRockwellhardnesstest HRC 且组织不均匀, 呈枝晶状分布, 枝晶间隙碳化物尺寸
大, 数量多, 主要呈大块状、 长杆状, 见图 ４c ) ~d );
实测值 / HRC 平均值 / HRC 换算值 / HSD 标准值 / HSD
３０．９ , ３１．０ , ３１．４ , 枝晶干处碳化物尺寸细小弥散, 呈颗粒状, 部分碳化
３１．１ ４３．５ ３６~４６
３０．７ , ３１．３ , ３１．２ 物分布在晶界上呈断续网状, 见图 ４e ) ~f ).

图 ３ 石墨形貌
Fi g 敭３ Mor p holo gy ofthe g ra p hite
方法: 一是将碳化物通过反复热处理细化而形成超
２ 综合分析
塑性材料; 二是将部分碳石墨化, 使钢中含碳化物的
球墨铸钢的化学成分一般属于过共析钢范围, 同时也含有石墨( 也相当于一种复合材料).碳化物
通过对钢液进行适当球化处理, 可使铸态组织中获 粒子数量增多, 使材料耐磨性提高; 石墨具有自润滑
得一定数量的球状石墨及碳化物 [ １Ｇ２ ] . 作用, 可改善钢的切削性.因而, 球墨铸钢具有优良
高碳钢的碳含量一般为 ０．７％~１．２％ ( 质量分 的耐磨性能、 减震性能和切削性能, 以及较高的抗热
数, 下同), 碳含量大于 １．４％ 被视为禁区, 因材料脆 裂和抗热疲劳性能.
性太大而难以应用.钢中碳含量的增加, 会使钢的 球墨铸钢轧辊的生产工艺一般如图 ５ 所示.
硬度升高, 耐磨性提高.解决禁区问题一般有两种 球墨铸钢的熔炼结合了传统铸钢和球墨铸铁的
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