辊子用了一段时间，辊面不再光，摸上去像细砂纸。斜着打光看，表面是一层密密麻麻的细网，网格边长一两毫米，交叉处的颜色比别处深。用指甲刮，刮不动，说明不是附着物，是裂纹。

这种缺陷叫龟裂，也叫热裂纹网。它和剥落不是一回事。剥落是成片的金属掉下来，坑深、边缘锐利，起因在次表层；龟裂是表面一层细裂纹，深度浅，起因在表层反复的热胀冷缩。

热应力的大小能算。表层的热应力等于弹性模量乘线膨胀系数乘温差，再除以一减泊松比。钢的弹性模量取 210 吉帕，线膨胀系数约 1.2 乘 10 的负 5 次方每摄氏度，泊松比 0.3。

代进去，每 1 摄氏度的温差产生 3.6 兆帕的热应力。温差 100 摄氏度，应力 360 兆帕；温差 300 摄氏度，应力 1080 兆帕。

拿这个去比材料的高温强度。9Cr2Mo 在 400 到 500 摄氏度时的屈服强度只有 400 到 500 兆帕，1080 兆帕远远超过。也就是说，辊面只要经历一次 300 摄氏度的急热急冷，表层一定发生塑性变形，没有别的可能。

塑性变形的方向有讲究。表面被加热想膨胀，里层温度低不让它胀，表面受压屈服，被压短了一点。冷却时表面想收缩，里层又不让缩，表面受拉。一次循环下来，表面残留一层拉应力，拉应力超过强度就开裂。

循环几十次、几百次，裂纹慢慢连起来，方向垂直于辊面，深度从 0.1 毫米长到 1 毫米。相邻裂纹之间留下一个个小方块，看上去就是网。

热源有三个。焊接区是最大的一个，高频焊接的熔池温度在 1300 摄氏度以上，紧挨着焊点的挤压辊和导向辊受辐射最多。成型辊的热源是变形热和带钢本身的热量，量级小得多。第三个是冷却水本身，水量不足或者断水，热量排不出去，辊面温度往上涨。

水冷这件事，细节比水量重要。喷淋角度偏了，水打不到辊面最热的区域，等于没喷。水压不足，辊面形成蒸汽膜，水在膜外面流走，换热效率掉一个量级。停水几秒钟，辊面温度就能翻倍。布置要点见焊管轧辊冷却水怎么布置。

温度到底多少，靠手感判断不可靠。在线测温用红外测温仪，测点选在辊面离开变形区之后、喷淋之前的位置，这个位置的温度最高。测温方法和误差来源见辊面温度在线怎么测。

材质的抗热裂能力差别很大。9Cr2Mo 是高碳钢，导热性差、韧性一般，抗热裂能力属于中等偏下。挤压辊多用 4Cr5MoSiV1，这类热作模具钢的韧性和导热性都好，抗热裂能力强得多，代价是硬度只能做到 47 到 52 HRC，耐磨性不如高碳钢。

这个取舍在标准里有体现。GB/T 31936-2015 把挤压辊的硬度单独列一档，要求 47 到 52 HRC，比精成型辊的 56 到 62 HRC 低一截。低这一截不是为了省事，是为了留韧性抗热裂。为什么挤压辊不能做得太硬，另有一篇专门讲，见挤压辊为什么不能做得太硬。

龟裂到什么程度算报废，没有国标可查，行业里按三条现场判据。第一条看深度，磨掉 0.3 毫米能磨净的，继续用；0.3 到 0.5 毫米要谨慎，磨完以后孔型深度可能不够；超过 0.5 毫米，基本判废。

第二条看网格密度。网格边长大于 3 毫米，说明裂纹还在早期，磨一磨还能用；边长 1.5 到 3 毫米，进入中期；小于 1.5 毫米，裂纹已经密到互相连通，磨掉一层很快又出来。

第三条看裂纹走向。垂直于辊面的细裂纹是典型热裂纹；如果裂纹顺着圆周方向走，或者有明显分叉，多半叠加了机械疲劳，处理方式不一样。

磨削修复有前提，必须把裂纹层完全磨净。判断磨净的方法有两个，着色渗透检验看不到显示，或者显微镜下确认裂纹已经消失。只磨掉一半，裂纹还在，装上去用不了几天又长出来，还把磨削余量白白吃掉。磨量怎么定见孔型车削，磨量留多少。

预防比修复划算。第一条是稳住冷却，水量、水压、喷淋角度定期检查，过滤器按时清洗，别等到堵了才想起来。第二条是避免干轧，穿带不顺或者卡钢时及时停水停轧，不要让辊子在无冷却状态下空转受热。

第三条是预热。新辊或者长时间停机的辊子，直接上机受热，表层温差比正常生产时大一倍。有条件的机组在开机前用低速、低负荷跑几支，让辊子逐渐升温。挤压辊尤其需要，热作模具钢对热冲击敏感。

第四条是控制节奏。频繁启停、频繁换规格，辊子反复经历升温和降温，热循环次数上去了，龟裂来得就快。这一点在订辊周期的时候要算进去，车修周期的判据见焊管轧辊多久车一次，看三个数。

第五条是选材和表面处理。挤压辊位优先用热作模具钢，成型辊位如果热负荷也重，可以考虑提高铬含量或者做表面强化。表面强化能提高耐磨性，但对热裂纹的作用有限，因为热裂纹的驱动力在表层以下。

还有一个容易被忽略的因素是辊面的粗糙度。辊面越粗糙，冷却水越难铺展成膜，局部容易干斑，干斑处的温差最大，龟裂就从那里开始。所以磨削以后不要只量尺寸，粗糙度也要打，判据见焊管轧辊磨削，孔型怎么验。

龟裂和剥落的界限要分清。龟裂是表面一层，剥落是成块掉。如果一支辊先龟裂、后剥落，说明裂纹已经从表面走到了次表层，这时候再磨已经来不及，只能换辊。剥落的成因和判断见焊管轧辊剥落的原因。

材质内部的碳化物形态也会影响裂纹扩展速度。碳化物呈连续网状时，裂纹沿着网走，扩展快；碳化物断成块状均匀分布时，裂纹走起来绕弯，寿命长一些。这个差别在铸造辊上尤其明显，判读方法见铸造轧辊硬度够了，为啥还是不耐磨。

手上如果有辊子龟裂反复出现，或者想找能做辊面修复和表面强化的加工厂，可以把辊位、材质、使用温度和龟裂深度发到钢管动力上，同行会给出方案和报价参考。已经拍过辊面照片的，也欢迎在钢管动力留言把照片和使用时长说一下，能帮助判断是冷却问题还是材质问题。

常见问题（FAQ）

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