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复合轧辊残余应力的测试研究

张翠梅  
【摘要】: 根据现代钢铁工业发展的需要对离心铸造复合轧辊残余应力进行了测试研究。工作层和芯部的结合层部分是复合轧辊的特殊部分,所以,对复合轧辊的结合层部分进行了力学性能、物理性能的测试和显微组织的观察。分析测定和显微组织的观察,研究结果表面离心铸造复合轧辊的双金属结合层很薄,只有1mm左右;结合层对复合轧辊的宏观残余应力没有明显的作用和影响。 对复合轧辊进行残余应力测试主要采用了磁性法、X射线法和应力环法。三种测试方法经分析比较其优缺点得出结论,磁性法是对于成品复合轧辊残余应力测试比较适用的方法。 通过应力环法对复合轧辊进行残余应力测试,经过理论推导分析,得到应力环法测试残余应力的数学模型,其表达式为: 经不同方法的测试研究分析,复合轧辊中存在的残余应力是复杂的弹性应力场,是在加工制造的各个环节逐步积累和发展形成的;离心铸造复合轧辊轴向剪应力σ_(θz)是由卧式离心铸造特定的工艺过程决定的,是由于模具的转动使一次结晶组织带有螺旋式走向,保留到轧辊中形成的。通过不同方法测试的残余应力数据也说明,进行合理的热处理工艺,不仅可以使轧辊组织性能得到改善,而且还可以使应力分布状态得到改变。经磁性法对不同材质的复合轧辊进行测试,结果显示不同材质的轧辊热处理应力消除率大部分可达80%,效果非常显著。经过合理的处理工艺使轧辊表面环向应力σ_(θθ)变为压应力,有效地提高了轧辊的抗疲劳能力和工作寿命。 规格和尺寸合理的应力环试样,无论从新的轧辊上截取还是在报废的轧辊上截取,都可以比较真实的反映轧辊内部宏观残余应力分布,是一种干扰因素最小的应力测试方法。


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