残余应力对冷轧工作辊抗事故性的影响

D0I:10.13374/i.1ssm1001-053x.1992.05.004 第14卷第5期 北京科技大学学报 Vol.14No.5 1992年9月 Journal of University of Science and Technology Beijing Sept.1992 残余应力对冷轧工作辊抗事故性的影响° 刘慕怡”徐利民·曾纪成* 摘要：利用Gleeble一1500型热模拟机，研究了不同预加压应力和加热温度对温度一应力曲 线的影响。结果表明：在相变点以下如热时，预加压应力越大，加热和冷却后的拉应力越小， 这说明残余压应力有抵抗热冲击开裂的能力。 关镀词：残余应力，热模拟，热冲击 Influence of Residual Stresses on Thermal Shock Resistance for Cold Mill Working Rolls Liu Muyri”Xu Limin' Zeng Jicheng* ABSTRACT:An investigate with thermal simulator of Gleeble-1 500 model was worked out.A se- ries of temperature -stresses curves was obtained in which different pre-compressive stress and tem- perature was applied.The result show:in the temperature range below the phase transformation tem- perature,the higher the pre-compressive stresses,the lower the tensile stresses after heat and cold. These demonstrate that the residual compressive stresses be able to resist cracking caused by thermal shock. KEY WORDS:residual stresses,thermal simulate,thermal shock 锻钢冷轧工作辊在最终热处理以后，由于热应力和相变应力综合作用，导致轧辊中存在 较大的残余应力；对610mm×1700mm冷轧工作辊，在感应加热表面淬火及低温回火之后， 辊身表面甚至存在着大于1000MPa的残余压应力”。众多研究工作者分析认为：在轧钢时， 由于热冲击造成的热膨胀所产生的压应力与残余应力叠加，会使局部地区产生压缩变形，因 塑性变形不能恢复，随后冷却时，在热冲击区造成更大的拉应力，从而产生裂纹。因此认为 残余压应力越大，抗事故性能越差2~”。但这些分析都没有实验根据。为了证实上述分析是否 正确，本工作采用热模拟机，用热应力模拟试验，对棒状试样进行轴向约束，在不同预加压 应力条件下，测定加热和冷却过程中，温度一应力关系曲线。 ①1991一-12-25收稿 +材料科学与工程系(Department of Materials Science and Engineering) ·513

第 卷第 期 年 月 北 京 科 技 大 学 学 报 范 空 残余应力对冷轧工作辊抗事故性的影响 ① 刘慕怡 ’ 徐利 民 ‘ 曾纪 成 ‘ 摘要 利用 一 型热模拟机 ， 研 究了不 同预加压应力和 加热温度对温度一应力 曲 线 的影响 结果表 明 在相变点以 下加热 时 ， 预加压应力越大 ， 加热和冷却后 的拉应力越小 ， 这说明残余压应力 有抵抗热冲击开裂的能力 。 关健词 残余应力 ， 热模拟 ， 热冲击 饭 五毯 卫吐笋 知 乙云讯讯 曰乙 五 故爪 圣 加 一 一 已丈姆 一 比 加 ， 一 宙 ， 义姆 加 声 义姆 ， ， 锻钢冷轧工作辊在最终热处理 以后 ， 由于热应力和相变应力综合作用 ， 导致轧辊 中存在 较大的残余应力 对 小 冷轧工作辊 ， 在感应加热表面淬火及低温 回火之后 ， 辊身表面 甚至存在着大于 的残余压应力 ‘ ’ 〕 。 众多研究工作者分析认为 在轧钢时 ， 由于热冲击造成的热膨胀所产 生的压应力与残余应力叠加 ， 会使局 部地 区产生压缩变形 ， 因 塑性变形 不能恢复 ， 随后冷却时 ， 在热冲击区造成更大的拉应力 ， 从而产生裂纹 。 因此认为 残余压应力越大 ， 抗事故性能越差 〔卜 ‘ “ 。 但这些分析都没有实验根据 。 为了证实上述分析是否 正确 ， 本工作采用热模拟机 ， 用热应力模拟试验 ， 对棒状试样进行轴 向约 束 ， 在不 同预 加压 应力条件下 ， 测定加热和冷却过程 中 ， 温度一应力关系 曲线 。 ① 一 一 收稿 ， 材料科学与工程 系 氏，” ‘ 施 汕 ，妞 目 · · DOI ：10．13374／j ．issn1001－053x．1992．05．004

1试验方法 1.1试样制备 试样为热模拟机上用的标准几何尺寸试样，分退火态、870℃淬火和950℃淬火态3种。淬 火试样是在盐浴中加热15min,淬油后，全部150℃回火2h。 1.2试样的安装 试验是在Gleeble-1500型热 模拟试验机上进行，试验机的工作 部分见图1。试样1夹在铜夹头2 中间，铜夹头接直流电源、加热试 样6mm部分；旋紧螺母螺杆3使 铜夹头与试样1、钳口7和8紧密 联接在一起；当油缸5前进或后退 时，带动钳口7一起运动，而钳口 8不动，因此油缸的运动可使试样 受拉或受压；在试样加热和冷却过 程中，钳口不动，试样的膨胀或收 图1热模拟试验机工作台部分 缩通过钳口使传感器4受力；设备 Fig.1 The bench of thermal simulator 上的自动记录装置，同时记录下温 度、力、钳口位移，以温度一力和温度一位移形式画出曲线。 1.3试验方法 装紧试样后，根据实验要求，油缸前进，使试样两端受到一定的压应力，然后保持油缸 位置不动，这样试样在加热和冷却过程中膨胀或收缩。由于受到两端的约束，转变为力作用 了 于传感器，将记录下的力换算成应力，就得到了约束条件下加热和冷却过程中应力变化的情 况，当试样内的应力由压应力转变为拉应力时，油缸有少许位移(SK值在0.02m左右)，这 个位移对测得的拉应力值有影响，可通过计算予以修正。 2试验结果 2.1预压应力的影响 一 在约束试样的两端施加一定的压应力，相当于实际轧辊中的残余压应力。其中870℃淬火 和950℃淬火样，分别预加0MPa、500MPa、1000MPa的轴向压应力。未淬火试样由于容易压 ·514*

试验方法 试样制备 试样 为热模拟 机上用的 标准几何尺寸试样 ， 分退火 态 、 ℃ 淬火和 ℃ 淬火态 种 。 淬 火试样是在盐浴 中加热 ， 淬油后 ， 全部 ℃ 回火 。 试样的 安装 试验是在 解 一 。 型热 模拟试验机上进行 ， 试验机的工作 部分见 图 。 试样 夹在 铜 夹 头 中间 ， 铜夹头接直流 电源 、 加热试 祥 小 部分 旋紧螺母螺杆 使 铜 夹头 与试样 、 钳 口 和 紧密 联接在一起 当油缸 前进或后退 时 ， 带动钳 口 一起运动 ， 而钳 口 不 动 ， 因此油缸的运动可使试样 受拉或受压 在试样加热和冷却过 程 中 ， 钳 口 不动 ， 试样 的膨胀或收 缩通过钳 口 使传感器 受力 设备 上 的 自动记录装置 ， 同时记录下温 「下河 「 二二二生 ‘护 图 热模拟 试验机工作 台部分 招 加 度 、 力 、 钳 口 位移 ， 以温度一力和温度一位移形式画 出曲线 。 试验方法 装紧试样后 ， 根据实验要求 ， 油缸前进 ， 使试样 两端受到一定的压应力 ， 然后保持油缸 位置不动 ， 这样试样在加热和 冷却过程 中膨胀或收缩 。 由于受到 两端的约 束 ， 转变为力作用 于传感器 ， 将记录下的力换算成应力 ， 就得到 了约束条件下加热和冷却过程 中应力变化 的情 况 。 当试样 内的应力 由压应力转变为拉应力时 ， 油缸有少许位移 值在 左右， 这 个位移对测得 的拉应力值有影 响 ， 可通过计算予 以修正 。 试验结果 预压应力的影响 在约束试样的两端施加一定的压应力 ， 相当于 实际轧辊 中的残余压应力 。 其 中 ℃ 淬火 和 ℃ 淬火样 ， 分别预 加 、 ， 、 ， 的轴向压应力 。 未淬火试样 由于 容易压 · ·

弯，故未预加压应力；3种试样在热模拟机上进行快速加热和冷却，以模拟轧辊在使用过程中 所产生的热冲击作用，同时记录下试样的轴向应力随温度变化的情况，如图2、图3所示。 600 40) Colding 200 0 100200ua0000 70U 600 -200 T/t 400 -400 Colding 200 -(600 0 7000000 700 -800 -200 g -1000 Heat.ing -400- 1-0MPa,2-500MPa,3-1000MPa 图2预压应力对约束应力的影响(870℃) 图3试样加热冷却过程中约束应力变化（未淬火） Fig.2 Influence of pre-compressive stresses Fig.3 Variation of binding stresses of on binding stresses (at 870C) the samples (unquenched) 从曲线上可以看出，在加热过程中，压应力先是随着温度的上升而增加，在一定温度下 压应力达到最大值（称最大压应力）；以后压应力随着温度的继续上升而减小，一直到最高加 热温度700℃时，仍为压应力；在700℃停留2s,压应力进一步减小，在冷却开始之前，均不 出现拉应力。在冷却过程中，约束应力逐渐从压应力转变为拉应力，此时应力与温度呈直线 关系，冷却到室温时，拉应力达到最大值。随试样的热处理状态和预加压应力数值的不同，室 温时的拉伸应力值在(440~620)MPa之间。 由于未淬火试样不存在回火软化问题，因此可以认为，在热应力模拟试验中，冷却到室 温附近时，试样的强度与室温拉伸强度(673MPa)相同，显然要低于这一数值。从图3中 看到，在冷却过程中，温度一应力曲线偏离线性，说明试样产生了屈服。 从图2可以看出，预加压应力越大，加热过程中试样所受压应力也越大，最大压应力越 向低温方向移动。870℃淬火试样，预加压应力为0MPa时，其最大压应力对应的温度约为 350℃。预加压应力为500MPa和1000MPa时，其最大压应力所对应的温度分别为300℃和 220℃左右。950℃淬火试样也有同样的变化趋势。预加压应力越大，加热终了(700℃)时压 应力也越大，但冷却到室温时的拉应力越小。约束应力的这种变化，是由材料的加热膨胀和 回火收缩性质以及强度决定的。在加热过程中，试样产生热膨胀，使压应力增加（与预加压 应力相叠加)，另一方面又因回火收缩使压应力减小。由于试样在150℃回过火，因此重新加 热时，回火收缩效应不大，故随温度升高，压应力增加：当温度较高时，回火收缩量增加，抵 消了一部分热膨胀量，使总的压应力减小。此外材料的强度随温度升高而减小，当压应力超 过了该温度下的压缩强度时，就会产生塑性变形，使应力松驰，故压应力达到最大值后，便 开始下降。在相同的预加压应力(0MPa)下，未淬火试样最大压应力对应的温度(550℃)，要 ·515

弯 ， 故未预加压应力 种试样在热模拟机上进行快速加热和冷却 ， 以模拟 轧辊在使用过程中 所产 生 的热冲击作用 ， 同时记录下试样的轴向应力 随温度变化的情况 ， 如 图 、 图 所示 。 朋田。 勺‘ 芝了 、︸‘ 、 一 一 你 图 一 ， 一 ， 一 预压应力对约 束应力的影响 。 ℃ 】 一 如 曰留七名 困别‘ ℃ 图 试样加热冷却过程中约束应力变化 未淬火 地 场 打 ‘ 获活 比七 阳 。 从曲线上 可以看 出 ， 在加热过程 中 ， 压应力先是随着温度的上 升而增加 ， 在一定温度下 压应力达到最大值 称最大压应力 以后 压应力随着温度的继续上升而减小 ， 一直到最高加 热温度 ℃ 时 ， 仍为压应力 在 ℃ 停留 ， 压应力进一步减小 ， 在冷却开始之前 ， 均不 出现拉应力 。 在冷却过程 中 ， 约束应力逐渐从压应力转变为拉应力 ， 此时应力与温度呈直线 关系 ， 冷却到 室温时 ， 拉应力达到 最大值 。 随试样的热处理状态和 预加压应力 数值的不同 ， 室 温时的拉伸应力值 在 之 间 。 由于未淬火试样不存在 回火软化间题 ， 因此可以认为 ， 在热应力模拟试验中 ， 冷却到 室 温 附近时 ， 试样的强度与室温拉伸强度 相 同 ， 显然 人 要低于这一数值 。 从 图 中 看到 ， 在冷却过程 中 ， 温度一应力 曲线偏离线性 ， 说明试样产生 了屈服 。 从图 可以看 出 ， 预加压应力越大 ， 加热过程 中试样所受压应力也越大 ， 最大压应力越 向低温方向移动 。 ℃ 淬火试样 ， 预 加压应力为 时 ， 其最大压应力对应 的温度约 为 ℃ 。 预加压应力为 妞 和 恤 时 ， 其最大压应力 所对应 的温度分别 为 ℃ 和 ℃ 左右 。 ℃ 淬火试样也有 同样的变化趋势 。 预 加压应力越大 ， 加热终了 ℃ 时压 应力也越大 ， 但冷却到室温 时的拉应力越小 。 约束应力的这种变化 ， 是 由材料的加热膨胀和 回火 收缩性质以及强度决定的 。 在 加热过程 中 ， 试样产生热膨胀 ， 使压应力增加 与预加压 应力相叠加 ， 另一方面又 因 回火收缩 使压应力减小 。 由于试样在 ℃ 回过火 ， 因此重新加 热时 ， 回火收缩效应不大 ， 故随温度升高 ， 压应力增 加 当温度较高时 ， 回火收缩量增加 ， 抵 消 了一部分热膨胀量 ， 使总 的压应力减小 。 此外材料的强度随温度升高而 减小 ， 当压应力超 过了该温度下的压缩强度时 ， 就会产生塑性变形 ， 使应力松驰 ， 故压应力达到最大值后 ， 便 开 始下降 。 在相同的预加压应力 下 ， 未淬火试样最大压应力对应的温度 ℃ ， 要 ·

高于淬火试样的最大压应力所对应的温度，这便是回火收缩影响的结果。最大压应力所对应 的温度，随预加压应力的增加而减小，这很可能是由于压应力使回火过程加速的结果。在冷 却过程中应力一温度为一直线，说明回火主要是在加热过程中完成的，在加热过程中没有出 现拉应力。与热膨胀和冷却收缩对约束应力的影响相比，回火收缩的作用较小。通过测定，在 加热温度为700℃时，热膨胀量为0.8%左右，而回火收缩量只有0.2%，回火收缩量比热 膨胀量小的多，且回火过程主要在加热时完成的，因此冷却到室温时，约束拉应力主要是冷 却收缩被约束而产生的。 预加压应力增加，加热终了时的压应力也增加。由于冷却时拉伸应力是在加热终了时的 压应力基础上产生的，因此预加压应力越大，冷却到室温后其拉伸约束应力越小。 2.2加热温度的影响 将先经870℃淬火、150℃回火后的试样， Colding 400- 在热模拟机上预加500MPa压应力，在分别加 20 2 热到500℃、700℃、900℃，所测得的温度一 0 100 500 900 T/C 应力曲线见图4。从图中可以看出，当加热温度 -200 -400 低于相变，点(751℃)时，加热温度越高，冷却 -600 Heating 到室温时的拉伸应力越大；700℃加热时，室温 -00 时的拉伸应力为600Pa:而500C加热时，室 1-500:2-700C,3-900C 温时的拉伸应力为20OMPa。显然，加热温度越 图4加热祖度对约束应力的影响 高，加热时膨胀量越大，从而冷却时的收缩量 Fig.4 Influence of heating temperatures on binding stresses 也大。因此加热温度越高，冷却后的拉应力越 大，冷却时的温度一约束应力为直线关系。模拟加热温度为900℃时的应力曲线见图中曲线 3。当加热温度超过800℃后，压应力几乎不再变化，接近于零，因而冷却开始后约束应力很 快转变为拉应力。随着温度的降低，拉应力增加，在300℃以下，拉应力急剧减小，冷却到室 温时，约束应力为压应力，但其值较小。 约束应力的如此变化，是因为加热温度超过相变点后，发生了奥氏体转变，体积收缩，抵 消了一部分热膨胀，因而超过800℃后，应力没有明显的变化。冷却时，奥氏体向珠光体、贝 氏体、马氏体转变，使钢的比容增加，抵消了一部分冷却收缩量，故拉应力减小。特别是低 温转变产物，体积膨胀更大，部分或全部抵消了冷却的收缩量，使拉应力减小，甚至出现压 应力。冷却后试样硬度为HRC48,可见出现了非马氏体类型的转变，因而拉应力急剧下降的 温度要高于马氏体的相变点(230℃)。 3分析讨论 冷轧工作辊淬火低温回火后，表面层中存在很高的残余压应力，其绝对值可达1000MPa 以上”。一般认为这样高的残余压应力可以造成已有表面倾斜裂纹的失稳扩展，产生表面剥 ·516·

高于淬火试样的最大压应力所对应的温度 ， 这便是 回火收缩影 响的结果 。 最大压应力 所对应 的温度 ， 随预加压应力的增 加而减小 ， 这很可能是 由于压应力使回火过程加速的结果 。 在冷 却过程中应力一温度为一直线 ， 说明回火主要是在加热过程 中完成的 ， 在加热过程 中没有出 现拉应力 。 与热膨胀和冷却收缩对约 束应力的影响相 比 ， 回火收缩的作用较 小 。 通过测 定 ， 在 加热温度为 ℃ 时 ， 热膨胀量为 左右 ， 而 回火收缩量只有 ， 回火收缩量 比热 膨胀量小的多 ， 且 回火过 程主要在加热 时完成的 ， 因此冷却到室温时 ， 约 束拉应力主要是冷 却收缩被约束而 产生的 。 预加压应力增 加 ， 加热终了时的 压应力也增 加 。 由于冷却时拉伸 应力是在加热终 了时的 压应力基础上产生的 ， 因此预加压应力越大 ， 冷却到 室温后其拉 伸约 束应力越小 。 加热温度的影响 将先经 ℃ 淬火 、 ℃ 回火后 的试样 ， 在热模拟机上 预加 压 应力 ， 在分别加 热到 ℃ 、 ℃ 、 ℃ ， 所测得的温度一 应力 曲线见 图 。 从图中可以看 出 ， 当加热温度 低于相变点 ℃ 时 ， 加热温度越高 ， 冷却 到室温时的拉伸应力越大 ℃ 加热时 ， 室 温 时的拉伸应力为 而 的 ℃ 加热时 ， 室 温 时的拉伸应力为 。 显然 ， 加热温度越 高 ， 加热时膨胀量越大 ， 从而冷却 时的收缩量 ‘ 也大 。 因此加热温度越高 ， 冷却后 的拉应力越 ‘夺， 日 。 、全 ‘咭日，‘ 护 曰创妇引︻ ︸﹄﹄﹃ 一 一 一 图 加热 温度对约束应 力的 影 响 玩 此 已洛 大 ， 冷却时的温度－约束应力为直线关系 。 模拟 加热温度为 ℃ 时的应力 曲线见 图 中曲线 。 当加热温度超过 ℃ 后 ， 压应力几乎不再变化 ， 接近于零 ， 因而冷却开始后约束应力很 快转变为拉应力 。 随着温度的降低 ， 拉应力增加 ， 在 ℃ 以下 ， 拉应力急剧减小 ， 冷却到 室 温时 ， 约 束应力为压应力 ， 但其值较小 。 约束应力的如此变化 ， 是因为加热温度超过相变点后 ， 发生 了奥氏体转变 ， 体积 收缩 ， 抵 消了一部分热膨胀 ， 因而超过 ℃ 后 ， 应力 没有明显 的变化 。 冷却时 ， 奥 氏体 向珠 光体 、 贝 氏体 、 马 氏体转变 ， 使钢的 比容增加 ， 抵消了一部分冷却收缩量 ， 故拉应力减小 。 特别是低 温转变产物 ， 体积膨胀更大 ， 部分或全部抵消了冷却的 收缩量 ， 使拉应力减小 ， 甚至 出现 压 应力 。 冷却后试样硬度为 ， 可见 出现 了非马氏体类型的转变 ， 因而拉应力急剧 下降的 温度要高于马氏体的相变点 。 ℃ 。 分析讨论 冷轧工作辊淬火低温 回火后 ， 表面层 中存在很高的残余压应力 ， 其绝对值可达 以上 〔 ，〕 。 一般认为这样高的残 余压应力可以造成 已有表面倾斜裂纹 的失稳扩展 ， 产生表 面剥 · ·

落2,3”。这是因为残余压应力在倾斜表面裂纹平面上分解为正应力和切应力，正应力为压应 力时对裂纹扩展无作用，裂纹可以在切应力作用下扩展。Mizogu©i用断裂力学计算的方法证 明，轧辊表面切向残余应力为940MPa时，即使无接触应力的作用，倾斜于表面30°的已有裂 纹，只要其长度超过0.3mm,就可以产生失稳扩展，太田定雄也得出类似的结论切。 以上分析是在应力场不发生变化的条件下作出的。实际上，在轧辊表面产生热冲击时，热 冲击区域内，淬火残余压应力部分或全部松驰了。在严重回火软化区，热冲击后产生拉伸应 力，其大小取决于热冲击温度，也与残余应力的大小有关。本工作热应力模拟的实测结果表 明：残余压应力使回火软化区中的拉应力变小，当热冲击回火温度高时，淬火残余压应力的 影响不明显；当热冲击回火温度低时，残余压应力的影响加大，因此残余应力使得热冲击裂 纹难于产生或即使产生也使裂纹深度变浅。 根据热应力模拟试验结果，在加热温度低于试验材料的相变温度时，冷却过程中，温度 一应力为一直线，而且从不同的加热温度开始冷却，温度一应力直线具有相同的斜率。因而 冷却到室温后的拉应力大小，取决于加热终了时的压应力值（见图2、图4）。预加压应力越 大（相当于轧辊表层的残余压应力越大），通过加热和冷却后，其拉应力越小。也就是说，轧 辊表面残余压应力越大；当发生热冲击时，在热影响区内所造成的拉应力越小。这对阻止热 冲击开裂或减小热冲击裂纹的深度是有利的。 4结 论 (1)用热模拟的方法，模拟冷轧工作辊使用过程中，由于事故而造成热冲击时表层应力 的变化趋势是可能的。 (2)在相变点以下温度加热时，预加压应力越大，冷至室温后试样中的拉应力越小。在 相变点以上温度加热时，冷至室温后，试样中的拉应力很小，甚至出现压应力。 (3)从试验得知：热冲击产生后，轧辊表层的应力状态是由残余应力、热膨胀、冷却收 缩综合作用的结果，轧辊表层残余应力越大，热冲击开裂的倾向越小。 参考文献 1板部喜代三，日本制钢技报，1969，(36)：43 2林康代等.塑性匕加工，1969,10(101)：405 3 Mizoguchi T,et al.Fracture,1981,2:563 4太田定雄.铁之钢，1976,62(11)：245 ·517·

落 〔 、 “ 、 ‘ 〕 。 这是 因为残余压应力在倾斜表面裂纹平面上分解为正应力和切应力 ， 正应力为压应 力时对裂纹扩展无作用 ， 裂纹可 以在切应力作用下扩展 。 七鲍 亡 用 断裂力学计算的方法证 明 ， 轧辊表面切 向残余应力为 时 ， 即使无接触应力的作用 ， 倾斜于表面 。 的 已有裂 纹 ， 只要其长度超过 ， 就 可 以产 生失稳扩展〔叭 太 田 定雄也得 出类似的结论闭 。 以上分析是在应力场不发生变化的条件下作出的 。 实际上 ， 在轧辊表面产生热冲击时 于热 冲击区域 内 ， 淬火残余压应力部分或全部松驰了 。 在严重 回火软化区 ， 热冲击后产生拉伸应 力 ， 其大小取决于热 冲击温度 ， 也与残余应力 的大小有关 。 本工作热应力模拟的实泌结果表 明 残余压应力使回火软化 区中的拉应力变小 ， 当热冲击回火温度高时 ， 淬火残余压应力 的 影响不明显 当热冲击回火温度低时 ， 残余压应力的影 响加大 ， 因此残余应力使得热冲击裂 纹难于产 生或即使产生也使裂纹深度变浅 。 根据热应力模拟试验结果 ， 在加热温度低于试验材料的相变温度时 ， 冷却过程 中 ， 温度 一应力 为一直线 ， 而且从不 同的加热温度开始冷却 ， 温度一应力直线具有相 同的斜率 。 因而 冷却到 室温后 的拉应力大小 ， 取决于 加热终 了时的压应力值 见 图 、 图 。 预加压应力越 大 相 当于轧辊表层的残余压应力越大 ， 通过加热和冷却后 ， 其拉应力越小 。 也就是说 ， 轧 辊表面残余压应力 越大 当发生热冲击时 ， 在热影 响区内所造成的拉应力越小 。 这对阻止热 冲击开裂或减小热冲击裂纹 的深度是有利 的 。 结 论 用 热模拟的方法 ， 模拟冷轧工作辊使用过程中 ， 由于事故而造成热冲击时表层应力 的变化趋势是可能的 。 在相变点 以下温度加热时 ， 预加压应力越大 ， 冷至室温后试样中的拉应力越小 。 在 相变点以上温度加热时 ， 冷至室温后 ， 试样 中的拉应力很 小 ， 甚至 出现压应力 。 从试验得知 热冲击产生后 ， 轧辊表层 的应力状态是 由残余应力 、 热膨胀 、 冷却收 缩综合作用 的结果 ， 轧辊表层 残余应力越大 ， 热冲击开裂的倾向越 小 。 参 考 文 献 板部喜代三 日本制钢技报 ， ， 林康代等 塑性 七加工 ， ， ， ， ， 太 田定雄 铁 匕钢 ， ， · ·