Механизм возникновения отслоений на поверхности валков холодной прокатки

Abstract

Исследованы содержание фаз и распределение напряжений (остаточных и контактных) по глубине поверхностного слоя валков холодной прокатки. Материалы исследования использованы для объяснения механизма образования отслоений. Отслоение зарождается в зоне максимальных растягивающих остаточных напряжений на границе микровключений фаз. Эволюции отслоения соответствуют четыре стадии: зарождение микротрещин на глубине; формирование магистральной трещины; стабильное ее развитие и долом. Раскрытию трещины способствуют напряжения растяжения и распад остаточного аустенита под влиянием циклических нагрузок прокатки. Снизить вероятность появления отслоений можно за счет оптимизации режимов термической обработки валков.

Досліджено розподілення фаз та напружень (залишкових і контактних) за глибиною поверхневого шару валків холодної прокатки. Матеріали дослідження використано для пояснення механізму утворення відшарувань. Відшарування зароджується в зоні розтягальних залишкових напружень на межі мікровключень фаз. Його еволюції відповідають чотири стадії: зародження на глибині і формування магістральної тріщини, стабільний її розвиток, долом. Розкриттю тріщини сприяють розтягальні напруження та розпад залишкового аустеніту під впливом циклічних напружень прокатки. Знизити ймовірність появи відшарувань можна за рахунок оптимізації режимів термічної обробки валків.

We investigated phase content and distribution of stresses (contact and residual) over the surface layer depth of cold-rolling rollers. The results of this investigation were applied to description of the initiation mechanism for defoliations. A defoliation is initiated in the zone of maximum tensile residual stresses at the interface of phase microinclusions. Defoliation evolution includes four stages: in-depth nucleation of microcracks, development of the main crack, its stable propagation, and final fracture. Crack opening is enhanced by stresses and structural breakdown of residual austenite under action of rolling cycling loads. In order to reduce the probability of exfoliation initiation, roller heat treatment modes should be optimized.