超低碳带钢生产中带钢热轧机工作辊材料的热疲劳性能对轧人缺陷的影响

超低碳带钢生产中带钢热轧机工作辊材料的热疲劳性能对轧人缺陷的影响1前言由于对可成型性良好的钢的需求越来越大，因此C含量低于0.0079，6的超低碳冷轧带钢的生产也有所扩大。超低碳带钢需要有严格的表面质量和极好的可成型性，因为大部分超低碳钢被用作汽车及家用电器的外面板。但是，在冷轧带钢中常常会有包含镍、铬、硅的微小轧人型表面缺陷，一般认为，这些缺陷是由带钢热轧机后精轧机座所使用的镍晶工作辊表面磨损而造成的。带钢热轧机工作辊的表面磨损通常缘于辊面反复的加热和冷却循环所引起的热疲劳损伤。轧制超低碳钢时，较高的轧制温度将会加速这种损伤。本文旨在通过研究在冷轧超低碳带钢时，轧辊材料热疲劳性能对辊面磨损及随后的轧人缺陷的影响，从而找出减少表面缺陷的方法。2试验2.1热疲劳试验用10t热疲劳试验机，在镍晶铁和高速钢上进行热疲劳试验。试样取自离心铸辊的外层，然后加工成一个标距为18ram、直径为8ram的圆柱体试件，热疲劳试验用轧辊材料化学成分试验的最高温度在400～600℃之间波动，但最低温度固定在2O0℃。试验在总应变为O%的情况下进行。疲劳寿命就是到彻底损伤时的周期数。用光学显微镜检查了显微组织，并通过断裂试件的纵截面，研究疲劳裂纹的起始点，以此说明热疲劳试验结果。2.2轧机试验在轧制周期内(包括超低碳钢轧制)，中断热轧操作，然后检查轧辊表面，从中研究轧辊材料对后精轧机座辊面磨损的影响。在开卷线上检测到0.7mm厚超低碳冷轧钢带中有轧人缺陷。在热精轧机座中，带钢厚度从36mm减至3.Omm，之后，又在冷轧机座中进一步减至0.7mm。3结果与讨论3.1轧辊材料的热疲劳性能在给定的温度下，高速钢的疲劳寿命比镍晶铁的长得多。随着最高温度的上升，疲劳寿命因热应力增加而大大缩短。轧辊材料的热疲劳性能取决于材料的显微组织、力学与物理性能的共同作用。因此，热疲劳试验的结果也应由这些因素加以说明。高温时的压缩屈服强度以及室温下的抗拉强度之所以是影响轧辊材料热疲劳性能的力学性能，其原因在于，塑性应变主要是在高温时的压缩载荷下发展，而疲劳断裂则是在拉抻载荷下发生。可以从硬度随温度的变化关系中推断压缩屈服强度。在整个试验温度范围内，高速钢的硬度都比镍晶铁的高许多，这就意味着在高温下，前者的压缩屈服强度也比后者高得多。200℃时测得的高速钢和镍晶铁的抗拉强度分别为960MPa和5IOMPa。镍晶铁较低的抗拉强度与其在拉伸负载下相当于缺口的片状石墨有关。因此，在热循环期间，高速钢极佳的力学性能产生较高的抗塑性变形性，从而使热疲劳寿命更长。3.2轧机试验结果与镍晶铁轧辊相比，有着极佳热疲劳性能的高速钢轧辊的抗辊面磨损性也较强，因而使冷轧带钢具有优良的表面质量。在一个轧制周期的后期，轧辊表面因积累的热疲劳损伤而磨损得更厉害。根据热疲劳试验和轧机试验结果，决定在轧制超低碳钢时，在后机座引进高速钢轧辊，从而全面防止表面轧人缺陷。4结语(1)与镍晶铁相比，高速钢的C含量更低，抗拉强度、压缩强度和导热性更高，因此具有更好的热疲劳性能。(2)带钢热轧机工作辊的表面磨损与轧辊材料的热疲劳性能有直接关系。(3)高速钢轧辊因其极佳的热疲劳性能而显示出比镍晶铁轧辊高得多的抗辊面磨损性，并因此使超低碳冷轧带钢具有良好的表面质量。