熱軋工作輥剝落機理

　　熱軋工作輥剝落形式與斷口和支持輥的相異。前者主要出現在熱連軋機上游機架，大多為小塊剝落，在軋輥表面產生麻坑或橢球狀凹坑，分布于與軋件接觸的輥身范圍內；有時，在卡鋼等情況下，則出現沿輥身中部軸向長達數百毫米的大塊剝落。

　　由工作輥剝落斷口形式可以判斷其剝落是由接觸疲勞造成的。它同樣存在裂紋產生和發展的過程，生產中出現的工作輥剝落，多數為輥面裂紋所致。

　　工作輥與支持輥接觸，同樣產生接觸壓應力及相應的交變切應力。由于支持輥的服役周期長達2～3周，甚至4周以上，而工作輥則只服役3～6h，即下機進行磨削，故不易產生交變切應力疲勞裂紋。軋制中，支持輥與工作輥接觸寬度不到20量量，在冷卻水的作用下，支持輥不存在明顯的溫差，而工作輥則不然。當工作輥與高溫帶鋼相接觸時，其輥面溫度可升到500～600°C；當其接觸到冷卻水時，又被迅速冷卻到100～150°C。軋輥表面周期性的加熱和冷卻導致了變化的溫度場，從而產生顯著的周期應力。輥面表層受熱疲勞應力的作用，當熱應力超過材料的疲勞時，軋輥表面便產生細小的網狀熱裂紋，通常稱為龜裂。

　　軋制中發生卡鋼等事故時，造成軋輥局部溫度升高從而引起熱應力和組織應力的產生。軋件的冷頭、冷尾及冷邊引起的軋輥顯著溫差，同樣產生熱應力。熱應力和組織應力均為拉應力，在兩者的綜合作用下，拉應力值超過了材料的強度從而產生了熱沖擊裂紋。在軋制過程中，帶鋼出現思尾、疊軋時，軋件將劃傷軋輥，也可形成新的裂紋源。

　　另外，更換下來的軋輥，尤其是寬帶鋼熱連軋機上游機架軋輥，多數輥面上存在裂紋，應在軋輥磨削時全部解除。如軋輥磨削量不夠，裂紋未被除凈而殘留下來，在下一次用時這些裂紋將成為疲勞核心。

　　軋輥表面的龜裂等表層裂紋，在工作應力、殘余應力和冷卻引起的氧化等作用下，裂紋的應力急劇增加并超過材料的允許應力而朝軋輥內部擴展。

　　軋機的工作輥通常是主動輥，支持輥靠與工作輥間的摩擦力實現轉動，故支持輥對工作輥產生一個反向摩擦力。由于摩擦力的作用，龜裂等傾斜時，若與軋輥的旋轉方向相反，通過與支持輥接觸而擴展的可能性大；并且，殘余應力越高，越易于擴展。當裂紋發展成與輥面成一定的角度甚至向與輥面平行的方向擴展時，終造成剝落。