挤压轮是连续挤压成型(CONFORM, Continuous Extrusion Forming)机的关键部件,由于其在工作中承受压力、热应力及摩擦力的综合作用,所以对模具材质有较高要求,要求很高的强韧性配合,一般选择H13热作模具钢作为CONFORM连续挤压机挤压轮用钢,但有一部分挤压轮的寿命较短,发生非正常损坏失效,严重的降低了生产效率,增加了生产成本。了解其早期失效的原因对进一步改进挤压轮的制造工艺、提高寿命有很大的指导作用。本文围绕挤压轮寿命这一问题,主要从失效分析、受力及材料上来展开研究工作。首先,分析非正常损坏失效原因。在连续挤压生产现场取回新鲜断口试样,主要采用光学金相显微镜和扫描电子显微镜等仪器,对挤压轮的断口进行了宏观分析、化学成分分析、硬度分析、金相分析和开裂面电子形貌分析研究。试验研究结果表明,挤压轮槽表面留有肉眼可见加工划痕,在划痕处先形成热疲劳裂纹,萌生了裂纹源,在高应力集中下最终使挤压轮产生疲劳断裂。然后,对应力集中产生断裂的过程进行研究。结合挤压轮实际生产中的受力情况,建立ANSYS有限元模型,分析挤压轮轮槽、键槽部位在实际生产过程中应力及变形情况,对结果进行总结得出挤压轮工作区与挡料块接触部位的应力、变形较大,在这样的应力下轮槽发生形变,工作区与非工作区轮槽处于来回弯曲状态下,与实际发生断裂的部位相吻合。最后,根据裂纹萌生扩展与组织性能的关系,对挤压轮材料组织性能进行研究。主要与超细化材料的组织性能做对比分析,比较两者组织性能上的差异,分析主要原因,对挤压轮材料进行改进。降低回火温度能显著提高挤压轮的强度,韧性略有下降。