1)碳化物硬度高。以往使用的轧辊,其基体上分布的多为Fe3C型或M7C3型共晶碳化物,组织粗大,硬度较低。高速钢轧辊一般采用高C、高V型高速钢,另外还含有较多的Cr、Mo、W、Nb和Co等合金元素,在凝固和热处理过程中,这些合金元素形成了一次和二次碳化物。高铬铸铁轧辊碳化物是M7C3(2500 Hv)和M23C6(1600 Hv)。无限冷硬铸铁轧辊中,碳化物是Fe3C(l300 Hv)。而高速钢轧辊主要含有MC(3000 Hv)、M7C3(2500 Hv)和M6C(2000 Hv),它能替代一般轧辊,从而提高耐磨性。另外,随着V含量增加,高速钢组织中骨骼状的M6C型碳化物向粒状的VC型转化。
2)热稳定性好。高速钢轧辊中含有较多的W、Cr、Mo、V和Nb等元素,具有较好的热稳定性,研究发现,普通轧辊材质的硬度随温度升高而明显下降,而高速钢轧辊在600℃仍保持有500 Hv,这必将大大提高轧辊的耐磨性。特别是当添加分布于基体组织的Co元素时,这种倾向更加明显。
如果是因为机械应力产生的断裂,需要很大的机械应力。经粗略计算,如此大截面的高铬铸钢轧辊若被机械应力拉断,则需要100MN以上的拉力,对于该轧辊工作的轧机来说这是不可能的。轧辊受力 的部位是传动端辊颈,如果材料的力学性能指标不足,正常轧制情况下首先损坏的是传动端辊颈。从实际轧制和断辊情况来看,不是由于机械应力造成辊身断裂。
对组织应力影响 的就是外层组织中残余奥氏体含量。残余奥氏体在轧制温度,轧制压力和水冷的交变作用下,发生奥氏体向马氏体或贝氏体的转变,由于奥氏体的比容小,而马氏体的比容大,因而在组织转变的过程中伴随着体积的膨胀,会致使轧辊的工作层产生更大的压应力,芯部产生更大的拉应力,芯部应力一旦超过材料的强度,必然造成轧辊断裂。考虑到残余奥氏体对组织应力的影响及热带连轧机轧辊的工作条件,一般轧辊的残余奥氏体含量控制在小于5%即可保证安全使用。该断裂轧辊的外层组织中残余奥氏体含量小于1%,故组织应力可以忽略不计。
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