汽车飞轮冷挤压用轧辊的失效分析

[目的]探究采用低碳合金钢18CrNiMo7-6轧辊制造汽车飞轮常出现磨损和剥落等早期失效原因,提高飞轮制造质量.[方法]以低碳合金钢18CrNiMo7-6制轧辊为实验材料,对失效轧辊进行逐级线切割获得实验用试样,使用光学显微镜、洛氏硬度计、维氏硬度计、扫描电镜等检测工具,探究其早期失效的原因.[结果]轧辊在飞轮成型过程早期失效的主要原因与工作载荷过大、渗层厚度不足以及硬度分布不均匀有关.[结论]1)轧辊槽口底部观察到明显的材料剥落及裂纹的萌生和扩展.2)主裂纹源于轧辊槽口底部即应力最大处,长度为1 600 μm,最大宽度为100 μm,伴随有大量次生裂纹产生.3)18CrNiMo7-6渗碳钢轧辊经渗碳淬火后,其槽口处的渗碳层厚度不均匀,且低于3 mm设计要求.同时轧辊槽口的硬度分布不均匀,易产生应力集中,导致轧辊早期失效.4)轧辊的服役条件复杂,所受的载荷大,冲击力强,应力集中在槽口处,循环加载,易造成失效.