湖北黄石东鑫特钢Crl2MoV模具钢冷轧工作辊缺陷分析.doc

黄石市东鑫特钢有限公司，专业生产工模具用钢，百年大冶特钢技术。QQ：1697979218Crl2MoV钢冷轧工作辊缺陷分析1引言某公司生产的20轧辊机冷轧工作辊，材质为Cr2MoV钢，规格为28mmX 400mm420ram。轧辊经淬火、低温回火等工艺处理，粗磨后轧辊表面有螺旋形波纹，经磁粉探伤及盐酸水溶液侵蚀，表面呈现出分布均匀的环形裂纹，裂纹间距约24mm。2理化检验及结果21磁粉探伤及盐酸水溶液侵蚀采用磁粉探伤仪，测得其表面裂纹深度705mm。经50盐酸水溶液侵蚀后，表面裂纹数量增加36，裂纹深度也有所扩展，见图i。22表面残余应力测定采用x射线应力仪对经热处理和粗磨后的工作辊轴向表面残余应力进行了测定，测得热处理后为-40MPa(轴向)，粗磨后为+355MPa。23化学成分分析化学成分(质量分数)分析结果列于表l，被测材质的成分在标准要求的范围内。24金相检验将轧辊破坏，截取断口试块，制备金相试样，未经侵蚀观察夹杂物情况。根据GBT105611 989标准评定，夹杂物等级为硫化物05级，氧化物05级，夹杂物含量在正常范围内。试样经侵蚀后，近表层为高温回火托氏体+共晶体+二次碳化物，见图2。表层以下显微组织为细针马氏体+残余奥氏体+共晶体及二次碳化物，根据GBT1299-1985,共晶碳化物不均匀度评为级，见图马氏体级别根据ZBJ36003-1987评为两级，见图奥氏体晶粒度根据YB/T5148-1993评为10.5级，见图黄晶碳化物不均匀度，马氏体级别，奥氏体晶粒度均在正常范围内。25硬度测试火层。经测定，热处理后的辊面硬度为63HRC；粗磨后的辊面硬度为60HRC。3 分析与讨论轧辊在粗磨后辊面出现裂纹通常与磨削工艺及热处理工艺有关。轧辊在磨削加工时，磨削面在砂轮磨削作用下产生的高温如不能及时散热，会使组织发生变化，即由回火马氏体转变成回火托氏体，造成体积收缩、硬度下降、表面拉应力增加。当表面拉应力超过材料的强度极限时，表面出现磨削裂纹。磨削裂纹一般呈有规律的分布，裂纹开口细而浅，一般深度o5mm，与砂轮磨削方向有一定的关系，在磨削裂纹区显微组织中可观察到高温回火层。通过上述各项检验可以作出如下分析：(1)轧辊材质的化学成分、断口的试样夹杂物含量、共晶碳化物不均匀度、马氏体级别和奥氏体晶粒度均属正常，说明轧辊的热处理工艺合理，裂纹的出现与热处理工艺无关。(2)从螺旋形波纹的形貌特征可以初步判定缺陷为磨削裂纹。轧辊磨削时，若砂轮与轧辊磨削面接触不良，常常是砂轮的一个棱边接触轧辊，使轧辊表面出现螺旋形波纹。而当砂轮进给量大时，则轧辊表面就会出现磨削过热，导致产生磨削裂纹。(3)根据对轧辊近表层组织的观察以及对辊面硬度的测试结果。说明表层组织已发生回火。当轧辊粗磨时，在砂轮进给量大的情况下，产生较大的摩擦力，辊面由于摩擦热而回火，使得基体中的马氏体转变成回火托氏体，组织结构发生了变化，与未发生变化的原马氏体组织之间产生拉应力，导致开裂。(4)表面残余应力测试结果亦说明辊面发生了组织转变，产生了体积收缩，从而破坏了辊面的压应力而转换为拉应力状态，在拉应力最大的地方产生裂纹。4结论Crl 2MoV钢冷轧工作辊在粗磨时，由于砂轮的进给量大，产生的摩擦热使辊面产生回火，组织结构的变化引起应力状态变化，导致辊面产生磨削裂纹。5预防措施(1)制定合理的磨削