在轧制过程轧辊磨损热评价的新方法中英文翻译资料 大学大学论文.docx

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在轧制过程轧辊磨损热评价的新方法中英文翻译资料大学大学论文

NewMethodforEvaluatingThermalWearofRoilsinRollingProcess

Abstract：

Anewmethodwasdevelopedbyathermalwearmachinetoevaluatethethermalwearofrollsinsteelrollingprocess．Thestee1stripandrollsweresimulatedbyupperand1owerheatingdisks．Theupperheatingdiskcouldbekeptatatemperatureofover900℃byinductionheating．Thepressurebetweenthedisksashighas323.2MPacouldbeachievedandtheslippingratecouldbe12.7．Thethermalwearofhighspeedsteel（HSS）rollmaterial，thewearrateoftheHSSroll，andtheSEMmorphologyofawornHSSrollsurfacewereinvestigated．Thismethodwasusefulandcouldbeemployedtosimulatefrictionandwearbetweenstripandrollduringthestriproilingprocess．

Keywords：

therma1wear；roll；friction；striprolling；Inductionheating

Therollisoneofthemostimportanttoolsintherollingprocess．Itssurfacemaygetwornoutbecauseoftherelativeslipbetweentherollsurfaceandsteelsforthefastchangesinbothrollingforceandtemperature．Indesigningandcalculatingthewearcrownofrolls，therollwearisaveryimportantfactorandhastobetakenintoconsideration，asitcanreducethedifficultyincontrollingsteelshapeandincreasetheaccuracyinthecalculationmodeloftherollwearcrown．Furthermore，thewearoftherollsurfacewilldirectlyaffectthesurfacequalityofstee1．Therefore，itissignificanttodevelopanapproachmethodtoevaluatetherollwearandtostudythemechanismofrollwearbasedonfrictiontheory．

Todate，manystudieshavebeencarriedoutconcerningrollwear．Forexample，Katodevelopedathermalwearequipment．whichisadiskshapedmachine．However，itisdifficulttosimulatethewearbetweensteelandrollduringtherollingprocess，asthediskissmal1andthin，andtheloadisnotverylarge．GlottalEandLietalE.studiedthethermalwearattributionofwear-resistantmaterials9Cr2and3Cr2W8V，andthethermalwearequipmenttheyusedwasapindiskmachine，whichcouldnotbeusedtosimulatethethermalwearoftherol1．Liaousedasmal1mil1torollthewireandstudiedthethermalwearoftherollwithhighCrcastiron．However，thisequipmentwasamil1andtheworkpiecethatneededtobeheatedandrolledforstudringthefrictionalwear．Thus，forsomeworkpiecesitwasalmostimpossibletostudythewearunderdifferentslippingrateandloadforalongperiod．

Inthispaper,thethermalweartestmethodisdeveloped，whichisadisk-likemachine．Theupperandlowerdisksareusedtosimulatetheworkpieceandtheroll，respectively．Theupperdiskcanbeheatedupto900℃throughaninductioncoil．Theloadcanbeexertedashighas323.2MPabetweendisks，andthemaximumslippageratiois12.7．

1．Principle

Toevaluatethethermalwearofrolls,anewtestmachinewasdeveloped，whichwasdisk-likeonthebasisofthe2-high160mmmill．Thedisk，driveshaft，bearingblock，andforcingequipmentweredesignedandmanufactured。

andtheinductionheatingequipmentwasdesignedwithaspecialshapetoheattheupperdiskwherethetemperaturecouldreachhigherthan900℃．Theupperandlowerdiskscouldbeusedtosimulatetheworkpieceandtherollsduringhotrolling，respectively．Theratiooftheslipbetweendiskscouldbedeterminedbytheforwardslip．Thelowerdiskwithdifferentembeddedmaterialscouldbeemployedtostudythewearoftherollundersomerollingcondition.

Theoriginal2-high

160mmmillconsistsofmotor-drivenequipment，areducer，andjunctor．Thedevicestobedesignedaredisk，shaft，bearingblock，forcingequipment，balancingspring，endcap，cushionring，junctionbox，backplate，andsoon．Thehighfrequencyinductionequipmentisdesignedasaspecialheatingmode．

（1）Thedimensionoftheupperdiskis

160mm×30mmandthatofthelowerdiskis

160mm×50mm．Thediskmaterialis45steelandthedimensionoftheexperimentalrollmaterialis

10mm×10mm，whichisembeddedontheperipheryofthe1owerdisk．

（2）Themateria1ofthedriveshaftis40Crsteelwhichishollowforwatercooling．Thebearingblock，theforcingequipment，andthebalancingspringarealsodesigned．

Forthispurpose．TheGP10-C1high-frequencyinductionapparatusisemployed，andtheinductionpowersourceandtheparametersarelistedinTable1．

ThesurfaceoftheinverseupperdiskisheatedbytheGP10-C1inductionpowersourceaccordingtothetheoryofskineffectofelectromagneticinductionheating．Theinductioncoilisspeciallydesignedasasemicircleforacontinuousheatingoftheinverseupperdisk．TheexperimentalsetupfortestingthermalwearincludingtheheaterandwatercoolingsystemofthedisksisschematicallyillustratedinFig．1．TheconductormaterialisT1orT2purecoppertubeandthedimensionis10mm×1mm.

2Experimental

Totestthevalidityofthemachineperformance．rollmaterialofhighspeedstee1（HSS）wasembeddedinthe1owerdisk．Thechemica1compositionoftherollmaterial（masspercent）islistedinTable2．TheoriginalhardnessoftheexperimentalmaterialwasHRC51.3measuredbyHR-150ARockwel1hardmeter．

ThewornamountofHSSrol1materia1underdifferentloadsandslippingratewasmeasuredusingtheSARTORINSBSIIOSelectronicbalanceaftercleaninganddrying．Themorphologyofthewornsurfaceofthespecimenwasobservedthroughascanningelectronmicroscope（PHILIPS-505）．

3ResultsandDiscussion

ThewearratiocurveispresentedinFig.2，whichindicatesthewearratioasafunctionofcyclesforspecimenindifferentslippingratesofS=4.8%-12.7%andloadsof

=141.5-323.2MPa．Intheexperiment，thetemperatureoftheupperdiskwas900℃，atwhichthewearwasmostsevere．However．adecreaseinthethermalwearowingtotheoxidelayerdidnotoccurinthisexperiment．Itcouldbeseenthatthewearratiocurveincreasedwithincreasingslippageandloads．Loadsplayedamoreimportantrolethanslippingratefortherma1wear．Someinterestingeffectswereobserved，forinstance，wearratioincreasedslightlybefore1680cycles．Thereasoncouldbethattherollsurfacewasprotectedfromwearingbythethinblackoxidelayergeneratedonit．

ThemicrostructureoftheHSSrollsurfacehasbeeninvestigatedunderdifferentrotationalspeedsoftherol1betweenthe1owerdiskat530-580℃andtheupperdiskat880-930℃

．Fig.3showstheSEMmorphologyoftheHSSsurfaceundervariablerotationalspeedswhentheslippingrateSis12.7%andtheload

is323.2MPa．FromFig.3（a），itcanbeseenthatthereisoxidizedfrictiona1wearontheHSSrollsurface．FromFig.3（b）andFig.3（c），itcanbeseenthatitformsgrain-abrasionofthecavityfortheoxidedroppingastherotationalspeedincreases．Fig.3（d）showsthatthereisadhesivewearontheHSSrollsurfaceforincreasedloads，andthewearmechanismisofoxidationweargrain—abrasionwear，andadhesivewearatthesametime．

Theeffectofabrasionoccursincontactsituationwheredirectphysicalcontactbetweentwosurfacesisgiven，andoneofthesurfacesisconsiderablyharderthantheother．Thehardersurfaceasperitiespressintotheothersurfacewithplasticflowofthesoftsurfaceoccurringaroundtheasperitiesofthehardersurface．Whenatangentialmotionisimposedonthehardersurface．thesoftmateria1isremovedbecauseofthecombinedeffectof“micro-cutting”and“micro-cracking”．

Itisquitedifficulttorelateadhesivewearprocesseswithelementarybulkpropertiesofmaterials．Theoxidationwearoccursbecauseofhightemperatureoftherol1．Theoxideisdiffusedinthematrixtheblackoxidelayerisexfoliatedfromtherollsurface．Plasticitydeformationslippageweariscausedbythedeformationoftherollsurfaceandtherelativemotionbetweenthestripandroll．

附录二翻译

在轧制过程轧辊磨损热评价的新方法

摘要：

新方法是由热磨损机器发展到评价在轧钢过程中的热辊的磨损。

在带钢和卷，模拟了上下加热盘。

上部加热磁盘可能维持在超过900℃感应加热温度。

高达323.2兆帕斯卡的压力磁盘可以实现，下滑速度可能是12.7％。

在高速钢热磨损（高速钢）辊材料，高速钢辊的磨损率和磨损的高速钢轧辊表面的SEM形貌进行了研究。

这种方法是有益的，可以用来模拟之间的摩擦和磨损带和在带卷翻滚过程。

关键词：

热磨损;辊;摩擦;带轧制;感应加热

在轧制过程中辗轧是最重要的工具之一。

它的表面可能会磨坏,由于钢辊面和相对滑移出两个轧制力以及温度变化较快。

在设计和计算扎辊磨损量时，轧辊磨损是一个非常重要的因素。

在控制钢铁形状以及辊磨损计算模型的准确性时它可以降低难度。

此外，辊面的磨损将直接影响钢材表面质量。

因此，重要的是建立一个适当的方法评价辊磨损，并基于摩擦理论基础研究滚动磨损。

到目前为止，已经开展了许多关于辊磨损的研究。

例如，加藤发展无热磨损设备，这是一种盘状成型机。

然而，很难模拟轧制过程中的钢辊之间磨损磁盘，因为它不但小而薄，而且负载不是很大。

郭，李等人研究了磨损的热磨损的归属，耐磨材料9Cr2and3Cr2W8V和热磨损的设备，他们使用的磁盘机的引脚，不能用来模拟轧辊的热磨损。

廖某使用了一个小厂推出的电线，并研究了以高铬铸铁轧辊的热磨损。

然而，这一设备是为了工件加热和辗轧进行磨损研究而推出的。

因此，对一些工件，研究不同滑移率和长期负载的磨损这几乎是不可能的。

在这篇论文中，热磨损测试方法很先进，它像一个机磁盘。

上下磁盘来模拟工件和辗轧，分别，上层磁盘可以通过加热到900℃诱导线圈。

在可高达323.2兆帕斯卡磁盘之间产生高负荷，最大滑移率为12.7％。

1原则

评价热辊磨损的一个新的试验机研制成功，这是一个类似盘型一样的直径60毫米轧机。

磁盘，传动轴，轴承座和感应加热设备。

设计了有特殊形状的上盘其温度可高于900摄氏度。

上下盘可以用来模拟在热轧工件和辗轧，分别之间的滑移率磁盘可以由前滑决定。

嵌有不同材料的低磁盘可以用来研究在某些条件下轧制辊的磨损。

原来的2m高的直径160毫米的轧机由马达驱动，交连设计的设备是磁盘，轴，轴承座，平衡弹簧，端盖，垫环，接线盒，背部板等.高频感应加热装置的目的是为一个特殊的加热方式。

（1）上盘尺寸是直径160毫米×30毫米，低磁盘直径160毫米×50毫米。

磁盘材料45钢和实验卷筒材料其直径10毫米×10毫米，嵌入到下盘边缘。

（2）驱动轴是40Cr钢材料其空心水冷却。

轴承座，受压设备，平衡弹簧的设计也是这样的。

为了这一目的，GP10-C1采用的是高频感应装置，以及感应电源的参数见表1。

在磁盘表面上加热的GP10-C1的感应电源是根据皮肤电磁感应加热效果的理论。

感应线圈是专门为一个磁盘上的逆持续加热半圆形设计。

实验热磨损测试，包括磁盘的热水器和冷却水系统图1简单作了说明。

导体材料的T1或T2纯铜管的尺寸为10毫米×1毫米。

2实验

为了测试机器性能的有效性。

辊高速钢（HSS）材料嵌入在较低的磁盘。

这个项目的材料（质量百分数）的化学成分列于表2，实验材料是原来的硬度通过HR150ARockwell硬度计测量。

高速钢辊的磨损量的材料在不同载荷和滑动率测定后使用，对试样磨损表面形貌是通过扫描电子显微镜（PH值ILIPS505）观察。

3结果与讨论

磨损率曲线图提出，这表明在不同的下滑率样本中作为一个周期函数的磨损率S是从4.8%到12.7%之间以及载荷

为141.5到323.2兆帕斯卡。

在实验中，上盘温度是900

，磨损最为严重。

然而，在氧化层保护下热磨损减少这个现象在本实验中并没有表现出来。

可看到磨损率滑动曲线随负载增加。

负荷比下滑起到了更重要作用。

我们观察到了一些有意思的现象，例如，转速在1680转以下，其磨损率上升较小。

原因可能是轧辊表面由黑色的薄氧化层保护。

在不同的旋转速度下观察高速钢轧辊表面微观结构，其下盘温度在530

到580

之间，上盘温度在880

到930

。

图3显示了可变转速下的高速钢表面的SEM形貌，其打滑率S为12.7%以及负载为323.2帕，从图3（a）中可以看到表面氧化摩擦，磨损高速钢轧辊可以由图3（b）和图3（c）看到，提高转速氧化磨损率会下降。

图3（b）表明，在有负载增加时高速钢轧辊表面有黏着磨损，其磨损机理是氧化磨损。

当两个表面发生直接的物理接触，并且认为是其中一个表面比另一个表面硬时，磨损现象就会发生。

随着较软表面在较硬表面的粗造物的周围发生塑性变形，后者的粗糙物压入前者表面。

当较硬表面发生切向运动时，由于微犁削、微切削和微崩裂的联合作用，较软部分被去除。

由于高温碾压会发生氧化磨损，将粘合磨损与材料的基本属性联系是很困难的。

氧化物在模具中扩散，随即黑色氧化层便从轧辊