大型支承辊是炉卷轧机上的关键部件，要求服役期具有很高的可靠性。但由于其锻造成形过程中温度场条件和受力情况复杂，容易产生裂纹缺陷，造成整个锻件的报废，给生产带来巨大的损失。韧性断裂是指材料在断裂前产生了明显的宏观变形的断裂。在塑性成形过程中，金属内部损伤会不断积累，最终达到一个临界值，材料产生裂纹，该临界值即为材料的临界损伤值。
在实际生产中，不同的变形温度和应变速率都会对材料的塑性造成影响，导致临界损伤值的变化。研究人员推荐了一种基于Normalized Cockcroft & Latham损伤模型和Gleeble Fracture Limit试验相结合的临界损伤值测定方法，得到了在变形温度为1100℃、应变速率为0.01s-1的条件下，大型支承辊材料45Cr4NiMoV钢的临界损伤值。
试验用支承辊材料为45Cr4NiMoV钢，其化学成分如表1所示。试验使用Gleeble-1500D热力学模拟试验机，对45Cr4NiMoV钢试样进行高温拉伸。试验以10℃/s的速度将试样加热到1100℃，保温3min后，以0.01s-1的应变速率进行拉伸。拉伸过程中，Gleeble试验机自动采集记录数据，试验结束后，根据采集的数据绘制45Cr4NiMoV钢的工程应力-应变曲线和真实应力-应变曲线。
表1 45Cr4NiMoV钢化学成分/wt%
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C
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Si
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Mn
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Cr
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Mo
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Ni
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V
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0.45
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0.55
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0.7
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4.0
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0.55
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0.5
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0.1
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结果表明：（1）采用Gleeble Fracture Limit方法进行45Cr4NiMoV钢的高温拉伸试验，测定了材料在变形温度为1100℃，应变速率为0.01s-1条件下的最终拉伸强度σUTS、极限拉伸真应力σlimit以及极限拉伸真应变εlimit分别为55.88、64.78和0.54MPa。（2）从裂纹成形机理分析，轴向应力σz在试样轴心达到最大值，使拉伸试样的裂纹先从其颈缩截面中心形成。随着微裂纹的产生和扩展，金属内部损伤不断积累，最终达到临界损伤值，导致材料的宏观断裂。（3）基于Normalized Cockcroft & Latham损伤模型，得到了45Cr4NiMoV钢在变形温度为1100℃，应变速率为0.01s-1条件下的临界损伤值为0.63。