周健
中国第一重型机械股份公司 黑龙江省齐齐哈尔市 161041
摘要：在断辊心部位置取样，通过电镜、能谱、金相分析方法，确定Cr5锻钢支承辊断裂是由于钢锭中的疏松未必锻造压实，在后期热处理过程中，工件内部应力作用导致断裂。
关键词：支承辊；扫描电镜；疏松；断裂
The Analysis Study on Backup Roll’ Rupture of Cr5 Forging Steel
Abstract：This paper analyses the original reason of backup roll’ rupture of Cr5 forging steel,by taking sample, SEM energy spectrum and metallographic analysis.The rupture reason is internal stress during final heat treatment ,because of porosity flaw in ingot without forging closing up and compaction .
Key words：backup roll；SEM；porosity；rupture
1、前言
轧辊（包括工作辊和支承辊）是轧机的关键零件之一，装在轧机牌坊窗口当中。我公司生产的一支支承辊在锻造热处理后发生了横向断裂，此支承辊（Φ1315mm×4965mm）材质Cr5锻钢，钢水经电炉粗炼，LF炉真空精炼，然后通过真空浇注，最后经万吨水压机锻造成型，热处理后发生横向断裂。
2、观察试验
2.1断口宏观观察
从图1、图2观察，断裂面在辊身靠近钢锭冒口端部位，断口齐平与轴线垂直。目测观察心部附近有一处较大缺陷（图3），裂纹以此缺陷为起裂源，向外横向扩展，最后发生横向脆性断裂。通过火焰切割掉轴颈部位，辊身经水压机断
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开后发现中心两侧的区域明显不致密，图4所示。
2.2断口电镜微观形貌与分析
在图4标注区域内取试样，在扫描电镜上观察分析。经电镜观察断口发现沿晶断裂的现象，并且晶粒界面相对圆滑，呈自由面形态，如图5、6、7所示。说明此区域晶粒的界面已经严重弱化，出现这种现象可能是由于：1、在钢液结晶后期晶粒间的界面没有相互闭合。2、此处在锻造加热前，由于工件内应力的作用已经存在沿晶裂纹，在锻造加热时使晶粒界面变得圆滑。3、锻造加热时晶界发生熔化。同时断口中还存在分布较广的自由面，如图8所示，说明有较多显微空隙的存在。
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取另一较小碎块观察，在放大7倍时已经明显看出其沿晶断裂断裂形态，晶粒尺寸很大。说明该区域加热温度过高或保温时间过长，导致晶粒粗大。如图9、10所示。在一些区域晶界发现有白亮线，如图11所示，经能谱分析（图12），碳含量较高，可能导致晶界发生弱化，造成沿晶开裂，而非晶界区域碳含量较低，图13、14所示。
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3、结论
造成支承辊断裂的原因是钢水在后期结晶时钢液补缩不足，出现疏松缺陷，另外锻造锻比不足，致使疏松未锻合，在后期热处理过程中，内部应力作用导致工件断裂。
参考文献：
[1]张志军，刘治山.70Cr3Mo锻钢支承辊断裂原因分析[J].金属热处理，2009，34（11）：11-112.
[2]蔡铁庄，王文.70Cr3Mo钢支承辊热处理断裂的原因分析[J].大型铸锻件，2010（2）：18-21.