熱作模具鋼的使用性能要求.doc

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1、熱作模具鋼的使用性能要求各種熱作模具鋼在工作過程中差異很大，它們的工作溫度、載荷性質(zhì)千差萬別，而且任何一種模具鋼也不可能同時具有極高的熱強(qiáng)性、耐磨性、斷裂抗力、抗熱疲勞性能等。在選擇模具鋼時，只能抓住模具最最關(guān)鍵的性能要求，進(jìn)行優(yōu)先保證，其次再兼顧其他各項性能進(jìn)行選材。熱作模具鋼采用以下技術(shù)指標(biāo)進(jìn)行評價。①室溫硬度、高溫硬度：用以評價耐磨性和變形抗力。②室溫拉伸強(qiáng)度、高溫拉伸強(qiáng)度：用以評價靜載斷裂抗力。③室溫沖擊韌性、高溫沖擊韌性：用以評價沖擊斷裂抗力。④長期保溫后的硬度變化：用以評價抗回火能力及熱穩(wěn)定性。⑤機(jī)械疲勞裂紋擴(kuò)展速率：可反映熱疲勞裂紋萌生后，在鍛壓力的作用下向

2、內(nèi)部擴(kuò)展時，每一應(yīng)力循環(huán)的擴(kuò)展量。機(jī)械疲勞裂紋擴(kuò)展速率小的材料，每鍛壓一次裂紋的擴(kuò)展量也少，這表明裂紋擴(kuò)展得很慢。⑥斷裂韌性：反映材料對已存在的裂紋發(fā)生失穩(wěn)擴(kuò)展的抗力。斷裂韌性高的材料，其中的裂紋如要發(fā)生失穩(wěn)擴(kuò)展，必須在裂紋尖端具有足夠高的應(yīng)力強(qiáng)度因子，也就是必須有較大的應(yīng)力或較大的裂紋長度。在應(yīng)力恒定的前提下，在一種模具中已經(jīng)存在一條疲勞裂紋，如果模具材料的斷裂韌性值較高，則裂紋必須擴(kuò)展得更深，才能發(fā)生失穩(wěn)擴(kuò)展。⑦變形抗力：模具鋼的變形抗力反映了模具的抗堆塌能力。為了保證熱作模具鋼在較高的溫度下工作，應(yīng)保證模具鋼具備較高的抗回火能力、熱穩(wěn)定性和高溫強(qiáng)度。⑧斷裂抗力：由于

3、熱作模具鋼的斷裂過程是一種疲勞斷裂，因此，熱作模具鋼的斷裂抗力包括萌生疲勞裂紋的抗力、疲勞裂紋亞臨界擴(kuò)展的抗力和裂紋失穩(wěn)擴(kuò)展的抗力。萌生疲勞裂紋的抗力與熱疲勞抗力關(guān)系密切。疲勞裂紋亞臨界擴(kuò)展的抗力可采用裂紋擴(kuò)展速度da/dN9（mm/次）表示，它表示每一次應(yīng)力循環(huán)，裂紋的擴(kuò)展長度。裂紋失穩(wěn)擴(kuò)展的抗力通過材料的斷裂韌性Kic表示。⑨抗熱疲勞能力：可以反映熱疲勞裂紋萌生前的工作壽命?？篃崞谀芰Ω叩牟牧希壬鸁崞诹鸭y的循環(huán)次數(shù)較多。抗熱疲勞能力決定了在疲勞裂紋萌生前的那部分壽命，可以決定裂紋萌生后，發(fā)生亞臨界擴(kuò)展的那部分壽命?？篃崞谀芰梢杂妹壬鸁崞诹鸭y的循環(huán)數(shù)，或者經(jīng)

4、過一定的熱循環(huán)后所出現(xiàn)的疲勞裂紋的條數(shù)及平均深度（或長度）表示。影響抗熱疲勞能力的因素主要有：模具鋼的熱導(dǎo)率、線（膨）脹系數(shù)、屈服強(qiáng)度、抗高溫氧化能力、硬度、冶金質(zhì)量、合金元素以及熱處理工藝等。熱作模具鋼應(yīng)具備高的抗熱疲勞能力、低的裂紋擴(kuò)展速率和高的斷裂韌性值，不能僅根據(jù)材料的σb指標(biāo)來選擇鋼種和選擇熱處理工藝，以免出現(xiàn)選用熱作模具鋼材謬誤。盡管錘鍛模的加載速度與一次沖擊試驗的加載速度相近，必須評價錘鍛模具鋼的一次沖擊韌性值，但是，大多數(shù)模具在斷裂前已發(fā)生熱力機(jī)械疲勞裂紋，斷裂往往是疲勞裂紋失穩(wěn)擴(kuò)展所造成。所以，對熱作模具鋼應(yīng)同進(jìn)行一次性試驗，和增加反映疲勞過程的試驗考核

5、項目