MC5鍛鋼冷軋輥表面淬火斷裂原因分析

張 楊， 黃 飛

(1.馬鞍山鋼鐵股份有限公司，安徽 馬鞍山 243003； 2.國家鋼鐵及制品質量監督檢驗中心，安徽 馬鞍山 243000)

引 言

冷軋輥廣泛應用于金屬材料的冷加工，大多是Cr系鍛鋼材料經系列熱處理和機加工制造而成[1-4]。某MC5鍛鋼冷軋輥輥身在制造過程中進行表面感應淬火時發生斷裂，輥身處直徑約為Φ115 mm，其生產加工工藝為：電弧爐冶煉—鑄錠—電渣重熔—鍛造—正火—球化退火—粗加工—調質處理—半精加工—輥身表面淬火—深冷處理—低溫回火—精磨—去應力退火—精加工—檢驗交貨。該冷軋輥在調質后進行輥身表面感應淬火時即發生輥身斷裂，為查明原因，本文對其進行了理化檢驗及斷裂原因分析。

1 理化檢驗

1.1 斷口檢驗

對斷裂的軋輥進行宏觀形貌觀察，如圖1所示。由圖1(a)可知，斷口位于輥身部位，軋輥的斷口附近無明顯頸縮，斷口與輥身軸線幾乎垂直，呈脆性斷裂，輥身截面無明顯扭曲變形，其宏觀斷口剖面如圖1(b)所示。由于斷裂后斷口未進行適當保護，其斷口具有明顯銹蝕，中心至軋輥表面處呈現放射狀，觀察可知，裂紋源位于軋輥橫截面約中心部位，經測量，距離輥面最近距離約55 mm，且具有明顯銹蝕；裂紋在中心區域萌生后，在應力的作用下，裂紋向軋輥外部周向擴展，在裂紋擴展區，有明顯的纖維狀區域，在終斷區斷口平齊，無明顯的塑性變形，可見明顯的剪切唇。

圖1 宏觀斷口形貌圖

1.2 化學成分分析

從斷裂的MC5軋輥上截取30 mm×40 mm試塊在砂帶機上磨平，用ARL3460火花直讀光譜儀進行化學成分分析，結果如表1所示。……