一、先弄清：冷裂不是“冷”，是“拉”
把滾燙的金屬液澆進(jìn)鑄型，外層先收縮，內(nèi)層還是“熱豆腐”，互相撕扯就產(chǎn)生拉應(yīng)力。應(yīng)力＞材料當(dāng)時(shí)強(qiáng)度，裂紋就出現(xiàn)了。整個(gè)故事的主角是“溫度梯度”，冷鐵只是調(diào)節(jié)梯度的“水龍頭”。
二、冷鐵太少：梯度陡得像“懸崖”
假設(shè)我們不放冷鐵，軋輥外層靠型砂自然散熱，冷卻慢；心部更慢。結(jié)果是外表700 ℃、心部1150 ℃的“懸崖”梯度，拉應(yīng)力峰值出現(xiàn)在輥身中部，裂紋多半在凝固后2～4小時(shí)悄悄延伸，外觀卻無明顯征兆?，F(xiàn)場統(tǒng)計(jì)：不放冷鐵，φ800 mm以上軋輥冷裂率35 %。
三、冷鐵太多：梯度從“懸崖”變“峽谷”
有人干脆“冷鐵堆成墻”，想一口氣把心部熱量抽走?？上Ю滂F自身不發(fā)熱，它的冷卻速度是砂型的10～20倍。結(jié)果在冷鐵邊緣出現(xiàn)二次“陡坡”：冷鐵區(qū)500 ℃，相鄰砂型區(qū)900 ℃，新的高拉應(yīng)力區(qū)被硬生生制造出來，裂紋沿著冷鐵邊界呈環(huán)狀分布。某廠曾把冷鐵用量從4 %提到10 %，裂率反而由8 %飆升到28 %，就是踩了這個(gè)坑。
四、一張圖看懂“安全島”
把溫度梯度ΔT/Δx（℃·mm?1）做橫軸，冷鐵重量比做縱軸，實(shí)測數(shù)據(jù)畫成“U”形曲線：左右兩端裂率都高，谷底3 %～5 %對(duì)應(yīng)的冷鐵量就是“安全島”。對(duì)普通無限冷硬軋輥，冷鐵重量≈（輥身重量×0.06）±10 %，基本落在谷底附近。
五、三步法估算“剛好”冷鐵量
算熱節(jié)：用模數(shù)法或模擬軟件找出最后凝固區(qū)域體積V。
定吸熱目標(biāo)：把該區(qū)域凝固時(shí)間縮短20 %～30 %即可，不需要“秒殺”。
換算冷鐵重量：按“1 kg冷鐵吸走0.25 MJ”的經(jīng)驗(yàn)系數(shù)，反推冷鐵用量，再按U形曲線±10 %微調(diào)?，F(xiàn)場5分鐘可完成，誤差控制在±15 %以內(nèi)。
六、布置細(xì)節(jié)：別讓冷鐵成為“孤島”
間距：兩塊冷鐵間隔≤1.5倍自身厚度，避免中間出現(xiàn)“砂橋”導(dǎo)致梯度反彈。
倒角：冷鐵邊緣做R5～R10 mm倒角，可削減應(yīng)力集中，裂率再降2 %。
預(yù)熱：冷鐵≥80 ℃進(jìn)型，防止吸熱過猛造成“激冷微裂紋”，這一點(diǎn)常被忽視。
七、結(jié)論
冷裂不是簡單的“多”或“少”，而是“梯度是否平順”。冷鐵太少，梯度陡；冷鐵太多，梯度亂。只有用溫度梯度-應(yīng)力模型把“懸崖”削成“緩坡”，軋輥才能安然過夜。記住U形曲線和三步估算法，下次再聽到“冷鐵到底加不加”的爭吵，你可以把數(shù)據(jù)拍在桌上：先算熱節(jié)，再查谷底，加還是減，一目了然。
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