托輥式連續(xù)爐是一種實(shí)現(xiàn)工件在爐內(nèi)連續(xù)輸送的熱處理爐，爐輥是連續(xù)爐的重要組成部件，此次斷裂的爐輥用于昆山某客戶，已經(jīng)連續(xù)正常穩(wěn)定工作了兩年多，但日前在使用中發(fā)生斷裂。下托輥工作時(shí)所處的環(huán)境比較復(fù)雜，既有高溫的影響，又受摩擦，和承受工件重力等因素對(duì)托輥輥身的作用，各因素之間還存在一定的相互聯(lián)系，因此我公司對(duì)托輥裝置的實(shí)際運(yùn)行情況，對(duì)斷裂托輥進(jìn)行分析，旨在能找出造成斷裂的真 正原因，從而制定合理的有 效措施防止托輥的斷裂。

1、外觀檢查

1.1外觀檢查

托輥從中間處斷裂為2段，托輥工作區(qū)域有較為嚴(yán)重的磨損，有明顯的鼓包和凹坑，非工作區(qū)域輥面形狀無(wú)明顯變化。

1.2輥面尺寸檢查

    通過(guò)對(duì)工作區(qū)域發(fā)生變形的輥面測(cè)量得出，變形處直徑為108.24mm，未變形區(qū)域?yàn)?04.11mm，由此可以看出爐輥在高溫下發(fā)生了膨脹變形。

1.3輥面斷裂口檢查

      斷口形貌真實(shí)的反應(yīng)了斷裂過(guò)程中材料抵抗外力的能力，記錄了對(duì)材料斷裂起決定作用的的主裂縫所留下的痕跡，通過(guò)肉眼觀察的斷口形貌如下圖所示，斷面不平整，紅線圈示部分為斷口的斷裂源區(qū)，有明顯氧化現(xiàn)象。

2、斷裂原因分析

      2.1材質(zhì)分析

      根據(jù)客戶圖紙要求，托輥采用SCH24材料。從斷裂托輥的端面和斷口處取樣，采用光譜分析發(fā)分別對(duì)托輥的端部和斷裂部位取樣進(jìn)行材料元素含量檢測(cè)。實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)如下表所示：

      通過(guò)分析結(jié)果對(duì)比發(fā)現(xiàn)，舊托輥的材質(zhì)除碳元素以外其余元素均合格，碳元素在不銹鋼中對(duì)組織的影響主要表現(xiàn)在兩方面，一方面碳是穩(wěn)定奧氏體的元素，并且作用的程度很大（約為鎳的30倍），另一方面由于碳和鉻的親和力很大，與鉻形成—系列復(fù)雜的碳化物。所以，一定含量的碳能增加托輥的強(qiáng)度，同時(shí)也會(huì)增加鋼的冷脆性和失效敏 感性，所以當(dāng)碳含量超過(guò)標(biāo)準(zhǔn)范圍后，托輥容易發(fā)生斷裂。

      為了分析托輥碳含量增加的原因，我們將樣塊研磨2mm以后，做了第 二次分析，結(jié)果碳含量降到了0.753，由此可以得出，受熱處理工藝的影響，托輥表面滲碳，冷脆性增加，是導(dǎo)致斷裂的原因之一。

2.2拉伸實(shí)驗(yàn)分析

    從斷裂輥身稱重部位取樣，進(jìn)行拉伸實(shí)驗(yàn)取得數(shù)據(jù)與新爐輥拉伸實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)對(duì)比，舊托輥經(jīng)過(guò)兩年多的使用，抗拉強(qiáng)度下降。

3、結(jié)論及改進(jìn)措施

      通過(guò)觀察托輥實(shí)際斷裂面的情況，結(jié)合斷面組織分析，元素分析，拉伸實(shí)驗(yàn)檢測(cè)可以看出，托輥在兩年多的使用中受熱處理工藝的影響，表面滲碳，冷脆性增 大，同時(shí)在高溫情況下連續(xù)使用磨損變形，部分區(qū)域發(fā)生明顯鼓包，導(dǎo)致托輥抗拉強(qiáng)度下降，當(dāng)轉(zhuǎn)動(dòng)至高點(diǎn)時(shí)單點(diǎn)承重，隨著應(yīng)力循環(huán)次數(shù)的增加，托輥?zhàn)陨淼钠趶?qiáng)度不斷下降，導(dǎo)致托輥突然斷裂。

      對(duì)此，建議客戶加強(qiáng)設(shè)備的點(diǎn)檢和維護(hù)保養(yǎng)，尤其是使用時(shí)間超過(guò)24個(gè)月的托輥，重 點(diǎn)檢查托輥與工件接觸區(qū)域，發(fā)現(xiàn)托輥輥身變形、鼓包的情況及時(shí)更換。