9Cr2Mo冷轧辊开裂原因分析

第 24卷第5期 2004年 1 0月 江 西 冶 金 皿 GⅪ 加 AIII瓜GY Vo1．24。No．5 Octo~r 20o4 文章编号：1006．2777(2004)05．0008．03 9Cr2Mo冷 轧 辊 开 裂 原 因 分 析 马晓妹，肖洪斌 (新余钢铁有限责任公司，江西 新余 338028) 摘 要： 采用化学、金相检验等方法，对9Cr2Mo冷轧辊开裂原因进行分析，并就9Cr2Mo轧辊中 存在的带状碳化物和断口缺陷分析结果提出了相应的预防措施。 关 键 词： 冷轧辊；开裂；带状碳化物；层状断口 中图分类号： TG333．17；TCll5．21 文献标识码： B Analysis on Crazing of 9Cr2Mo Cold—roller MA Xiao—mei，XIA0 Hong-bin (X／nyu Iron and Steel Co．。Ltd．，ji~gxi Xinyu 338028，China) Abstract： cause for c of 9Cr2Mo eold-mUer wa+q studied by the methods of chemical anab~is and metallographical test． 2"he results show that serious strip carbonization and defect breaking cause the crazing of 9~2Mo eolakroUer．砸Ie preventing rrleasures b-ve been propo8ed． Key Words： cold—roller；crazing；strip carbotfization；laminated breaking 1 概述 某轧钢厂的一批直径为 120 rm 的9Cr2Mo锻 造轧辊经机械加工和热处理后，用作冷轧工作辊。 在轧制工艺参数未变等外界正常工艺条件下，该批 轧辊在冷轧过程中，有部分轧辊产生开裂现象。为 此，笔者对开裂轧辊进行了理化分析，找出开裂原 因。 2 理化分析 2。1 宏观检验 轧辊宏观观察：裂口生锈，并有污垢，轧辊裂口 情况见图 1。切断轧辊检验裂口，裂口属脆性裂纹。 2．2 化学成分 从产生开裂的轧辊中任意抽取两根进行化学成 分分析( 1)。结果表明，轧辊化学成分均符合标 准要求。 裂口 图 1 冷轧辊裂口示意图 2．3 低倍断口检验 将抽取的两根轧辊进行加工，把近裂口处加工 收稿日期：2Oo4—O5—17 作者简介：马晓妹(1968一)，女，江西樟树人，工程师，从事物理测试质量工作 维普资讯 http://www.cqvip.com · 24 · 江 西 冶 金 2O04年 10月 成低倍试样，并进行低倍检验：中心疏松 0．5级、一 般疏松O．5级，未发现白点、气泡等其它低倍缺陷。 表 1 轧辊化学成分，％ 再把轧辊低倍试样加工成断口试样，并进行冲 击断口检验：轧辊冲击断口属层状断口(图2)，层状 断口中的条带没有贯穿试样，而是从试样中间分界； 从冲击断口侧面观察，断口呈2个阶梯(图3)。 图2 轧辊冲击断口 图 3 轧辊冲击断口侧视图 2．4 金相检验 对抽取的2根轧辊裂口处进行金相高倍分析， 轧辊显微组织为回火索氏体+颗粒状碳化物，其中 颗粒状碳化物分布不均匀呈网状堆集(图 4)；轧辊 网状碳化物 2．0级。 纵向磨制轧辊碳化物堆集较严重部位。呈现轧 辊非金属夹杂物：氧化物 1．5级、硫化物 2．0级。其 它非金属夹杂物较少；轧辊碳化物分布不均匀较严 重，带状碳化物 4．0级(图 5)。 图4 轧辊显微组织 100X 图5 轧辊带状碳化物 100 X 3 脆裂原因分析 从轧辊冲击断口检验结果分析：断口属层状断 口，近裂口一边条带更粗，另一边的条带更细。可见 轧辊的层状断口严重程度不一。据有关资料介绍， 层状断口使材料的横向机械性能大大下降，尤其对 塑性指标断面收缩率 、伸长率 I]。轧辊裂纹处 断El条带粗细不均匀，使得轧辊的断面收缩率 、伸 维普资讯 http://www.cqvip.com 第 24卷第 5期 马晓妹，等：9Cr2Mo冷轧辊开裂原因分析 · 25 · 长率 数值波动较大，所以轧辊在受力时，由于金 属基体内部存在粗细不均匀的组织，使冷轧时轧辊 塑性变形不同步，易变形的基体与不易变形的基体 间产生空隙，造成应力集中，随着轧制压力的增加， 空隙不断扩展和产生，最终导致脆裂。层状断口属 不允许存在的缺陷断口，大多出现在钢材的偏析处。 因此可得出结论，轧辊经锻造、加工成形和调质处理 后，在冷轧过程中出现脆裂的原因之一是轧辊存在 层状断口。 从轧辊裂 口处的金相检验结果表明：轧辊的低 倍组织小于 1．0级；非金属夹杂物都低于 3．0级，网 状碳化物为 2．0级，符合要求。而轧辊横向显 微组织为回火索氏体 +颗粒状碳化物，其中颗粒状 碳化物分布不均匀呈网状堆集状，纵向检验颗粒状 碳化物堆集状处，轧辊带状碳化物为4．0级。由于 呈带状不均匀分布的碳化物堆集处，富集了较多的 碳和合金元素，提高该处的硬度和强度，削弱了基体 的强度，降低轧辊的塑性，增加了轧辊的脆性。带状 碳化物是由于钢在凝固过程中，钢中存在较严重的 成分偏析和结晶偏析，在热加工过程中随着变形延 伸成带状，从而产生了较严重的带状碳化物。可见， 轧辊中存在较严重带状碳化物是轧辊在冷轧过程中 脆裂的又一主要原因。 4 结论 通过理化分析，9Cr2Mo轧辊在冷轧过程中产生 开裂的原因一是轧辊中存在不允许的缺陷断口—— 层状断口，二是轧辊中存在较严重的带状碳化物。 因此建议： (1)改进 9Cr2Mo轧辊的冶炼工艺，适当降低浇 注温度，控制碳、铬含量在中下限，减少钢中的成分 偏析。 (2)加大锻压比(大于等于 6)，改善和消除层 状。 (3)采用纵 一横反复锻打的方法，可改善带状碳 化物。 [ 参 考 文 献 】 [1] 上海市机械制造工艺研究所主编．金相分析技术[M]．上海：上 海科学技术文献出版社，1987． 高炉过程控制和自动化最新技术 现代控制技术在高炉中的应用，在 日本千叶厂 6号高炉 第二次整修时所做的技术改造中得到了体现。 (1)高炉的电气和仪表(ZI)控制系统是电动可编程序逻 辑控制器(PIE )、分布或控制系统(DCS)仪表和小型可编程 序逻辑控制器(Hc2)的完美组合。当过程机专门用来信息 处理并发展到下级和分布式系统时，过程控制功能被转换成 Ⅱ系统。 (2)在高炉诊断和条件控制方面，该系统可根据采用经 验系统给出适当指导并及时采取措施。 (3)在炉料分布控制方面，通过采用无钟炉顶装料装置， 开发了可提高控制系统控制能力和灵活性的技术。 (4)在热风炉燃烧控制方面，通过修改模糊控制实现了 气体流速自调节设定和热效率提高。 (5)在千叶厂6号高炉的出铁场中，出铁场设备例如出 铁口开口机和泥炮的自动遥控操作有助于改进工作环境。 (摘自《经济技术信息}2004年第18期) 维普资讯 http://www.cqvip.com