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轧辊断裂原因

一、脆性断裂，此类轧辊断口形状较为平整，断口周围辊身表面较为齐整；

二、韧性断裂，此类轧辊断口形状多呈"蘑菇头"状，断口附近的辊身均成粉碎状破碎。

将二者比对发现，此次断辊事故的断辊形式为韧性断裂。脆性断裂和韧性断裂都是因为轧辊应力超过芯部强度造成的。

其产生原因与轧辊本身残余应力，轧制时机械应力以及轧辊热应力有关，特别是当辊身的表面和芯部的温差大时更容易产生。这种温差可能由不良的辊冷却，冷却中断或在新的轧制周期开始时轧辊表面过热引起。轧辊的这种表面和芯部间的巨大温差引起较大的热应力，当较大的热应力，机械应力以及轧辊的残余应力超过轧辊的芯部强度时引起断辊。

在轧制中，轧件与轧辊相互作用，轧件在轧辊作用下产生塑性变形，轧机、轧辊等受轧件的反力产生弹性变形。当然，轧件也伴有小的弹性变形，通过轧辊后有极小的弹性变形量恢复，增加了轧件厚度。如图所示，厚度为H的轧件经过轧辊压下Δh总，但由于轧辊弹性变形，轧件减少压下Δh1；同时轧件出轧辊后，由于弹性变形恢复，轧件压下减少Δh2。结果，轧件实际压下量Δh=Δh总-Δh1-Δh2当Δh总=Δh1+Δh2当时，轧件通过轧辊将不产生压下，这时的轧件厚度即是最小可轧厚度。斯通(M．D．Stone)、罗伯茨(W．L．Roberts)、福特-亚历山大(H．Ford)-(J．M．Al-exander)等人都对最小可轧厚度公式做过理论推导。

按斯通推导的计算公式，最小可轧厚度 hmin=3.58DμK / D 

应用粉末冶金技术中喷雾制粒与热等静压的配合工艺，生产的高速钢较之传统方法生产的钢材具有许多优点，如优良的机加工性能、韧性、硬度和热处理后的形状稳定性。应用HIP工艺生产的高速钢轧辊，与相同成分的铸造高速钢轧辊相比，碳化物更细小、均匀，而碳化物的形貌及分布对轧辊的热疲劳性能、抗剥落性能及韧性起决定性作用，因此HIP高速钢轧辊的综合性能明显优于铸造轧辊。此外，为了进一步提高耐磨性，HIP高速钢轧辊可采用更高的含碳量和合金含量，仍保持良好的碳化物形貌。用HIP工艺生产高速钢轧辊时，一般是用铸、锻钢材料制成辊芯，在辊芯外填充好辊身外层所用的高速钢粉末，抽真空后在1000℃以上高温和100 MPa以上压力下烧结成轧辊。由于HIP工艺设备需要耐高压，受设备限制，HIP工艺还只能生产小直径的高速钢轧辊。