随着钢铁冶炼技术的发展,轧制成为带钢生产中主要的生产工艺。其中主要包括冷轧、热轧以及双辊薄带连铸,所得产品的晶粒得到细化,组织性能较好,连铸连轧的生产方式如今已成为钢铁生产领域最为先进的的生产方式。轧辊是轧制工艺的核心部件,在热轧以及双辊薄带连铸的实际生产过程中,结晶辊辊需承受复杂多变的高温及应力载荷。轧辊除了正常的摩擦磨损失效,其主要的失效形式是轧辊工作面产生疲劳裂纹,疲劳失效是实际生产中轧辊主要的失效形式。由于轧辊的价格成本较高,因此延长轧辊的使用寿命,准确预测其疲劳失效规律,对于提升产品质量和性能以及降低生产成本具有重要意义。通过分析国内外学者所做的相关研究,归纳了对轧辊疲劳裂纹的产生和扩展有着重影响的诸多因素。根据双辊薄带铸轧实际生产过程中结晶辊出现的热疲劳失效问题,自行设计制作了热疲劳失效实验装置。通过实验的方法研究了,在一定载荷下,不同温度梯度对疲劳裂纹扩展的影响;不同的加热、冷却频率对热疲劳裂纹扩展的影响;有无镍镀层对基体热疲劳裂纹扩展的影响;在高温循环加热条件下,基体疲劳裂纹萌生及扩展机理。通过分析得到,在施加一定载荷作用下,随着加热温度的升高,内部交变热应力增大,铜基体的热疲劳裂纹前期扩展加快;当接触加热时间延长时,处于最大热应力状态时间增加,裂纹扩展初期较快,随着裂纹扩展尖端应力得到释放,裂纹扩展速率下降明显;镍镀层具有一定的阻热性,带有镍镀层的铜基体热疲劳裂纹的扩展长度略低于无镍镀层时铜基体的热疲劳裂纹扩展;高温条件下,裂纹尖端大量金属氧化物加速了疲劳裂纹的扩展。