杨秀霞 万 敏 李宝秀 王晋涛 孙格平

(1.河北机电职业技术学院，河北054000；2.河北省高等院校金属材料加工与数字化成型应用技术研发中心，河北054000；3.中钢集团邢台机械轧辊有限公司，河北054025)

热裂纹是热轧辊使用中表面出现的最常见现象之一，热裂纹的种类很多，如表面热裂、局部粘钢裂纹、卡钢条带状裂纹、冷却水不足造成的辊面阶梯状裂纹等。各种裂纹的产生除和轧辊材料本身特性有关之外，轧辊表面的热条件也是影响轧辊表面裂纹产生的重要因素，不同的热量环境，造成的热裂纹形态、严重程度也会不同。图1为典型热轧辊表面热裂纹形态[1]。

图1 轧辊表面热裂纹Figure 1 Hot crack on roll surface

正常使用状态下，轧辊表面的热裂深度很浅，一般不会超过1 mm，但如果轧制速度过慢，钢板与轧辊表面接触时间长，热裂纹会相对深一些。本文从传热角度出发，对轧辊表面受热后的热传递过程进行分析，采用大平板模型对裂纹深度计算进行推导、得到裂纹深度的简易计算方法，并针对实际轧钢实例进行对比验证。

1 热裂纹产生过程描述

轧辊使用中和轧材局部接触，在接触圆弧部位轧辊表面温度迅速上升，最高温度可达500℃，见图2[2]。

图2 轧辊使用时表面温度变化情况示意图Figure 2 Schematic drawing of surface temperature change during rolling

由于温度升高，表层要产生膨胀，但次表层温度还低，不允许表层膨胀，于是在表层产生很大的压应力，如果压应力超过材料的压缩屈服极限，表层材料就要产生塑性变形。接触圆弧部位转出接触区后，又受到……