Важным параметром, характеризующим физико-механические свойства материала валка, является твёрдость поверхности бочки. Проведено исследование изменения твёрдости поверхности бочек опорных валков в течение одной кампании (от перевалки до перевалки), а также в течение всего периода эксплуатации партии исследуемых валков (до выхода из строя). Замеры твёрдости проводились во время профилактических осмотров, перевалок рабочих и опорных валков. Экспериментально получена кривая упрочнения (наклёпа). При N = 4·105 циклов, рост твёрдости заканчивается, что свидетельствует об окончании периода контактной приспосабливаемости и насыщения твёрдости до уровня ≈ 54,4 ед. Шора. Полученная кривая упрочнения в зависимости от количества циклов имеет вид:
Также получена модель, характеризующая изменения твёрдости по глубине рабочего слоя валков.
При диаметре новых валков 1600 мм глубина рабочего слоя бочек валков составляет 140 мм на диаметр, при этом установлено, что для максимально изношенных валков твёрдость составляет ≈ 48ед. Шора.
Изменение твёрдости от глубины рабочего слоя получена в виде
Hsh = 6,61·10-5D1,852,
где D - диаметр бочки валка, мм.
Полученные модели позволяют прогнозировать уровень твёрдости бочек валков при анализе их эксплуатационных показателей.