一种连铸坯铸轧工作辊表面热疲劳寿命的模拟检测方法

摘要

一种连铸坯铸轧工作辊表面热疲劳寿命的模拟检测方法，其主要是利用热/力模拟试验机模拟连铸坯铸轧过程中轧辊表面的实际工况条件，将辊材加工成砧子，将轧材加工成试样，通过控制试样的温度与应力的变化模拟辊材的工作条件，通过分析与试样接触的砧子表面出现疲劳裂纹、龟裂甚至剥落的程度，确定砧子（辊材）表面发生热疲劳失效的热/力载荷循环周次与时间，进而给出相应条件下连铸坯铸轧工作辊表面的热疲劳寿命。本发明实验条件能更好地接近轧辊实际轧制工况，测定热疲劳寿命与实际工作过程的结果差别很小，贴合实际工况，数据可靠，具有实用价值，该模拟检测方法虽然方法简单，但科学准确。

主权项

一种连铸坯铸轧工作辊表面热疲劳寿命的模拟检测方法，其特征在于：①制作砧子和试样：⑴将铸轧工作辊材料加工成砧子，其顶面为具有一定曲率的凸面，该凸面的曲率是按照轧辊尺寸及轧制压下量的不同计算出的接触弧面的曲率，⑵将被轧材料加工成试样，其两侧设有与砧子顶面对应的曲率凹面，②将砧子和试样安装在热/力模拟实验机上：⑴将上述砧子底面放置在模座中夹紧，将相同的两组夹紧的砧子和模座固定在热/力模拟实验机的传动设备上，⑵将上述试样设在两个被模座夹紧的砧子之间，该试样分别与电加热装置和冷却装置相连，同时该试样上还设有控温电偶，其与热/力模拟实验机的控制系统相连，⑶热/力模拟实验机的机械系统可使模座实现轴向移动，在试样上设有力传感器，其与热/力模拟实验机控制系统相连，③模拟检测：⑴通过与控温电偶相连的电加热装置和冷却装置向砧子表面施加铸轧过程中轧辊表面所受的实际温度对应的载荷，⑵通过热/力模拟实验机的机械系统向砧子表面施加铸轧过程中轧辊表面所受的实际应力对应的载荷，保持7秒后卸载应力，⑶经过上述应力加载和卸载及温度加热和冷却，完成一个工艺循环，该工艺循环进行多次，⑷上述工艺循环进行多次后停止试验，取下试样，观察砧子表面情况，如表面出现龟裂、裂纹或剥落，表明砧子在该实验条件下热疲劳破坏，该工艺循环次数及所用时间即为试验辊材在具体工况下的表面热疲劳寿命；如果砧子表面未出现龟裂、裂纹或剥落缺陷，继续上述工艺循环，直至砧子表面疲劳破坏为止，确定辊材表面热疲劳寿命。