Page 62 - 理化检验-物理分册2023年第十期

张小群, 等: 导电辊辊轴断裂原因

图1 导电辊结构示意
疲劳断裂特征, 由于各个裂纹源不在同一平面, 随着
裂纹的扩展, 形成了轴周向的疲劳台阶。疲劳台阶
越多, 说明该区域所受的应力集中越严重 [ 3 ] 。

图2 未断裂导电辊宏观形貌

图4 断裂导电辊靠近辊轴端的断口侧面宏观形貌

图3 断裂导电辊靠近辊筒端的断面宏观形貌
断裂导电辊靠近辊轴端的断口侧面宏观形貌如
图4所示, 由图4可知: 靠近断面区域可见少量焊接
圆弧, 但呈现环形黑色凹凸不平的条带形貌; 远离断
图5 断裂导电辊靠近辊轴端的断面宏观形貌
面的无圆弧区域相对较光滑, 呈现暗灰色形貌。
1.2 化学成分分析
断裂导电辊靠近辊轴端的断面宏观形貌如图5
所示, 由图5可知: 在1点钟方向和3~9点钟方向 使用直读光谱仪对导电辊辊轴段进行化学成分
的轴周向表面存在较多台阶条纹, 并向中心孔扩展。 分析, 结 果 如 表 1 所 示, 由 表 1 可 知, 结 果 符 合

大部分断面光滑平坦, 仅在中心出现小块粗糙断 GB / T20878 — 2007 《 不锈钢和耐热钢 牌号及化学
面, 为瞬断区, 如图 5 箭头所示区域。 该断口呈多源 成分》 的要求, 该材料为奥氏体不锈钢。
表1 导电辊轴径段化学成分分析结果 %
质量分数
项目
C Si Mn P S Cr Ni
实测值 0.07 0.44 1.28 0.031 0.005 18.03 8.14
标准值 ≤0.08 ≤1.0 ≤2.0 ≤0.045 ≤0.030 18.0~20.0 8.0~11.0

1.3 硬度测试和力学性能测试 将导电辊辊轴段制成标准的圆柱形拉伸试样和
使用布氏硬度计测试了靠近断口区域辊轴段截 夏比冲击试样, 分别在拉伸试验机和金属摆锤式冲

面从表面到心部的布氏硬度, 硬度分别为179 , 169 , 击试验机上进行拉伸和冲击试验, 得到拉伸试样的

162 , 157 , 158 , 162 , 170HBW 。 屈服强度为299MPa , 抗拉强度为641MPa , 断后伸
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