淬火裂纹.doc

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1、淬火裂纹和非淬火裂纹的特征分析时间:2007年3月6日关键词:淬火;裂纹;工具钢淬火裂纹是指在淬火过程中或在淬火后的室温放置过程中产生的裂纹。后者又叫时效裂纹。造成淬火开裂的原因很多,在分析淬火裂纹时,应根据裂纹特征加以区分。在淬火过程中,当淬火产生的巨大应力大于材料本身的强度时,便会导致裂纹产生。淬火裂纹往往是在马氏体转变开始进行后不久产生的,裂纹的分布则没有一定的规律,但一般容易在工件的棱角槽口、截面突变处形成。在显微镜下观察到的淬火开裂,可能是沿晶开裂,也可能是穿晶开裂;有的呈放射状,也有的呈单独线条状或呈网状。因在马氏体转变区的冷却过快而引起的淬火裂纹,往往是穿晶分布,而且裂纹较直,周

2、围没有分枝的小裂纹。因淬火加热温度过高而引起的淬火裂纹,都是沿晶分布,裂纹尾端尖细,并呈现过热特征:结构钢中可观察到粗针状马氏体;工具钢中可观察到共晶或角状碳化物。表面脱碳的高碳钢工件,淬火后容易形成网状裂纹。这是因为,表面脱碳层在淬火冷却时的体积胀大比未脱碳的心部小,表面材料受心部膨胀的作用而被拉裂呈网状。非淬火裂纹的特征淬火后发生的裂纹,不一定都是淬火所造成的,一般可根据下面的特征来区分。淬火后发现的裂纹,如果裂纹两侧有氧化脱碳现象,则可以肯定裂纹在淬火之前就已经存在。淬火冷却过程中,只有当马氏体转变量达到一定数量时,裂纹才有可能形成。与此相对应的温度,大约在250以下。在这样的低温下,即

3、使产生了裂纹,裂纹两侧也不会发生脱碳和出现明显氧化。所以,有氧化脱碳现象的裂纹是非淬火裂纹。如果裂纹在淬火前已经存在,又不与表面相通,这样的内部裂纹虽不会产生氧化脱碳,但裂纹的线条显得柔软,尾端圆秃,也容易与淬火裂纹的线条刚健有力,尾端尖细的特征区别开来。实例分析140Cr钢制成的转子轴,经锻造、淬火后发现裂纹。裂纹两侧有氧化迹象,经金相检验,裂纹两侧存在脱碳层,而且裂纹两侧的铁素体呈较大的柱状晶粒,其晶界与裂纹大致垂直。结论:裂纹是在锻造时形成的非淬火裂纹。当工件在锻造过程中形成裂纹时,淬火加热即引起裂纹两侧氧化脱碳。随着脱碳过程的进行,裂纹两侧的碳含量降低,铁索体晶粒开始生核。当沿裂纹两侧

4、生核的铁素体晶粒长大到彼此接触后,便向离裂纹两侧较远的基体方向生长。由于裂纹两侧在脱碳过程中碳浓度的下降,也是由裂纹的开口部位向内部发展,因而为铁素体晶粒的不断长大提供了条件,故最终长大为晶界与裂纹相垂直的柱状晶体。240Cr钢制成的半轴套座于淬火后出现开裂。经金相检验,裂纹两侧有全脱碳层,其中的铁素体呈粗大柱状晶粒,并与裂纹垂直。全脱碳层内侧的组织为板条马氏体加少量托氏体,这种组织是正常淬火组织。结论:在加工过程中未经锻造,因此是原材料带来的非淬火裂纹。3高速钢齿轮铣刀淬火后在内孔壁上出现裂纹。经金相检验,发现裂纹附近的碳化物呈不均匀的带状分布。结论:这是由于组织不均匀所造成的淬火裂纹。当钢

5、的显微组织中存在碳化物堆集时,这些地方碳和合金元素的含量比较高,造成临界温度降低。因此,即使是在正常的温度下进行淬火加热,对于碳化物堆集处来讲,加热温度已显得过高了。其结果是这些地方出现过热组织,降低了钢的强度,淬火冷却时,便在应力作用下产生开裂。高速钢的碳化物不均匀性是这种钢的重要质量指标之一。为减少或预防这类缺陷发生,冶金厂和使用厂都在不断采取措施,如使用厂用改锻工艺来均匀组织。当碳化物不均匀性的改善程度受到限制时,可在保证硬度的前提下采用较低淬火加热温度来避免过热组织产生。4W18Cr4V钢制模子,于高温盐浴中加热后油冷,发现开裂。从裂纹特征上看是冷却过快所致。因工件截面较大,冷却时内外

6、温差也大,当表面转变为马氏体时,内部仍处于奥氏体状态,以后的冷却过程中才逐步转变为马氏体,致使表层受内部体积胀大的作用承受很大的拉应力而开裂。因此,可以判断为淬火裂纹。常见裂纹的起因及对策时间:2010年10月8日关键词:对策;淬火;预防措施;热处理工艺;裂纹特征1、 纵向裂纹1.1裂纹特征及形成条件:常发生于淬透的零件、原材料中碳化物带状及组织偏析严重处或非夹杂物纵向延伸,由表面向内裂开,裂纹深而长。1.2解决及预防措施:1.2.1消除原材料中碳化物带状及偏析组织,严禁杂质超标;1.2.2合理制定热处理工艺参数;1.2.3尽量排除人为操作因素。2、异形裂纹2.1淬火裂纹特征及形成条件:常发生

7、于未淬透零件或渗碳件,裂纹多位于零件尖角处及厚薄悬殊处。2.2解决及预防措施:2.2.1关鍵是合理制定热处理工艺参数;2.2.2提高操作者的操作技能,尽量排除人为操作因素;2.2.3设计时尽量用圆弧过渡,避免尖角。3、 网状裂纹(又称龟裂)3.1淬火裂纹特征及形成条件:表面经磨削易产生这种裂纹。高硬度零件、化学热处理件、高频淬火件也常产生这种裂纹,裂纹在零件表面,深约0.0050.02mm。3.2解决及预防措施:3.2.1热处理后的回火要充分;3.2.2磨削时进刀量要小,尽量减小磨削时产生热量。4、 剥离性裂纹4.1裂纹特征及形成条件:常出现于表面淬火件或化学热处理件。剥离层为过渡区。4.2解

8、决及预防措施:4.2.1淬火后即时回火;4.2.2合理选择淬火加热参数及冷却介质。5、 显微裂纹此类裂纹产生的原因比较复杂。5.1裂纹特征及形成条件:常在高碳钢针状马氏体、奥氏体晶界及晶内存的组织缺陷处出现。5.2解决及预防措施:5.2.1确保材质的化学成份及组织结构处于正常状态;5.2.2热处理工艺参数要严格控制;5.2.2操作者要不断提高技能,弥补一些不可预见的因素,避免裂纹的发生。热处理弧形裂纹的形成和表面局部拉应力时间:2011年4月18日关键词:淬火;几何结构;敏感部位;孔洞;碳素工具钢过碳素工具钢的特殊淬裂试验确定:在水冷条件下,试样开裂的形态或类型由尺寸决定,而且,只在试样淬不透

9、的情况下才可以形成弧裂。这个形成条件至今仍是人们判定弧裂的依据之一。在快速冷却条件下,弧裂的形成既与试件的几何尺寸有关,也与其局部几何结构有关,而且基本上是由后者决定的,我们把这种局部几何结构称为弧裂形成的几何敏感部位。在淬火件上,常见的几何敏感部位的结构形式有孔洞、凹陷面、轴肩(阶梯轴类)、凸缘和轮齿等。它的功能,是在零件淬火冷却过程中,显著降低实际冷却速度(珠光体转变区间内),使之不能淬硬并产生淬火软斑。这为淬火件上形成称之为表面局部拉应力的局部应力场,创造了组织条件。弧裂的形成,就是这种表面局部拉应力作用的结果。过渡型淬火残余应力的皮下最大拉应力,不足以致裂而产生皮下或内部弧裂。事实上,

10、弧裂首先在零件局部几何结构的表面上形成,并一直在靠近屈氏体软斑(带)的马氏体组织内沿弧面扩展为弧裂纹,它对存在于淬火件表面上能引起应力集中效应因素的作用不敏感。随局部几何结构形式的不同,弧裂的形态会有很大改变,这使弧裂成为宏观形态变异大、分析和预防都使人感到更困难的一类淬火裂纹。钢制零件形成淬火裂纹的原因时间:2009年11月5日关键词:淬火;马氏体;氏体;晶粒;冷却钢制零件在生产过程中产生废品或在使用期间的失效,原因是多方面的,但淬火裂纹的出现却是一个重要原因。由于零件在淬火过程中,表面和心部的冷却速度不一样,因此形成马氏体的先后也不一样。当零件表面先形成马氏体时,便给尚处于奥氏体状态的心部

11、以拉力,这时,由于奥氏体的塑性很好,此应力可以通过奥氏体的塑性变形而被松驰。但是,当这部分奥氏体冷却下来向马氏体转变时,由于先期形成的马氏体硬度高,脆性大,塑性极小,故后形成的马氏体部分对它产生的拉应力迅速增大。一旦超过材料的强度极限,就会引起开裂。另外,即使这种拉应力没有超过材料的强度极限,但由于材料内部的缺陷而造成强度降低,也会引起开裂。这就是引起淬火开裂的物理机理,在实际生产过程中,又具体以8种形式表现出来。原材料已有缺陷而导致的淬裂如果原材料表面和内部有裂纹,在热处理之前未发现,有可能形成淬火裂纹。在金相显微镜下观察,该裂纹两侧有脱碳层,且脱碳层中铁素体的晶粒粗大。2夹杂物导致的淬裂如

12、果零件内夹杂物严重,容易造成应力集中,淬火时将有可能产生裂纹。3因原始组织不良而导致的淬裂(1)若钢的显微组织具有严重的带状偏析或化学成分严重偏析,在淬火时会引起极大的组织转变应力。再者,碳化物聚集处易发生过烧现象,因而使零件容易发生开裂。(2)如果钢在淬火前残余内应力较大,在淬火时容易造成开裂,出现该情况的零件,往往存在晶粒粗大,有魏氏组织等现象。(3)零件经一次淬火后若需返修,在第二次淬火前又未经消除组织应力,则有可能在第二次淬火中产生裂纹,其裂纹往往沿着第一次的淬硬层分布。4淬火温度不当而造成的两种淬裂(1)仪表的指示温度低于炉子实际温度,使实际淬火温度偏高,造成过热淬火,导致零件发生开

13、裂。凡过热淬火开裂的显微组织,均存在着晶粒粗大和粗大马氏体,产生的裂纹主要以沿晶的形式存在。(2)钢件实际含碳量高于钢材牌号所规定的含量,若按原牌号作正常工艺淬火时,等于提高了钢的淬火温度,故容易造成零件过热和晶粒长大,使淬火时应力增大而可能引起淬裂。5淬火时冷却不当而造成的淬裂淬火时由于冷却不当,也会使零件发生淬裂事故。例如45号钢在淬火时有形成淬火裂纹的倾向。尤其当碳含量处于上限以及零件直径在78mm 时易发生开裂。故淬火时选择合适的冷却介质极其重要。另外,一些零件的结构较复杂,截面尺寸变化又较大,如果冷却剂选择不当,壁薄部位容易造成应力集中而导致淬裂。6机械加工缺陷导致的淬裂由于机械加工

14、不良,在零件表面留下了深而粗的刀痕,在淬火冷却时,造成该处应力集中而导致裂纹。7零件外形对淬火裂纹的影响零件几何形状不合理或截面过渡区厚薄相差较大,在淬火时均易因应力集中而产生裂纹,另外,若零件的锻造流线分布不良,亦可能在淬火时造成淬裂缺陷。8不及时回火导致的开裂淬火后如不能及时回火,以致组织应力未能及时消除,将可能因淬火残余应力过大而导致裂纹的产生。特别是对于尺寸较大的工件,淬火后虽然表面已冷到室温,但心部尚未冷透,心部奥氏体组织仍在向马氏体转变,应力在不断增加,也就是说,淬火过程还在零件内部继续进行,以致在室温放置一段时间后,零件才发生开裂。模具钢淬火十种裂纹分析与措施时间:2011年5月

15、4日关键词:!w?靕;鹿模具钢热处理中,淬火是常见工序。然而,因种种原因,有时难免会产生淬火裂纹,致使前功尽弃。分析裂纹产生原因,进而采取相应预防措施,具有显著的技术经济效益。常见淬火裂纹有以下10类型。1、纵向裂纹裂纹呈轴向,形状细而长。当模具完全淬透即无心淬火时,心部转变为比容最大的淬火马氏体,产生切向拉应力,模具钢的含碳量愈高,产生的切向拉应力愈大,当拉应力大于该钢强度极限时导致纵向裂纹形成。以下因素又加剧了纵向裂纹的产生:(1)钢中含有较多S、P、Sb、Bi、Pb、Sn、As等低熔点有害杂质,钢锭轧制时沿轧制方向呈纵向严重偏析分布,易产生应力集中形成纵向淬火裂纹,或原材料轧制后快冷形成

16、的纵向裂纹未加工掉保留在产品中导致最终淬火裂纹扩大形成纵向裂纹;(2)模具尺寸在钢的淬裂敏感尺寸范围内(碳工具钢淬裂危险尺寸为8-15mm,中低合金钢危险尺寸为25-40mm)或选择的淬火冷却介质大大超过该钢的临界淬火冷却速度时均易形成纵向裂纹。预防措施:(1)严格原材料入库检查,对有害杂质含量超标钢材不投产;(2)尽量选用真空冶炼,炉外精炼或电渣重熔模具钢材;(3)改进热处理工艺,采用真空加热、保护气氛加热和充分脱氧盐浴炉加热及分级淬火、等温淬火;(4)变无心淬火为有心淬火即不完全淬透,获得强韧性高的下贝氏体组织等措施,大幅度降低拉应力,能有效避免模具纵向开裂和淬火畸变。2、横向裂纹裂纹特征

17、是垂直于轴向。未淬透模具,在淬硬区与未淬硬区过渡部分存在大的拉应力峰值,大型模具快速冷却时易形成大的拉应力峰值,因形成的轴向应力大于切向应力,导致产生横向裂纹。锻造模块中S、PSb,Bi,Pb,Sn,As等低熔点有害杂质的横向偏析或模块存在横向显微裂纹,淬火后经扩展形成横向裂纹。预防措施:(1)模块应合理锻造,原材料长度与直径之比即锻造比最好选在23之间,锻造采用双十字形变向锻造,经五镦五拔多火锻造,使钢中碳化物和杂质呈细、小,匀分布于钢基体,锻造纤维组织围绕型腔无定向分布,大幅度提高模块横向力学性能,减少和消除应力源;(2)选择理想的冷却速度和冷却介质:在钢的Ms点以上快冷,大于该钢临界淬火

18、冷却速度,钢中过冷奥氏体产生的应力为热应力,表层为压应力,内层为张应力,相互抵消,有效防止热应力裂纹形成,在钢的MsMf之间缓冷,大幅度降低形成淬火马氏体时的组织应力。当钢中热应力与相应应力总和为正(张应力)时,则易淬裂,为负时,则不易淬裂。充分利用热应力,降低相变应力,控制应力总和为负,能有效避免横向淬火裂纹发生。CL-1有机淬火介质是较理想淬火剂,同时可减少和避免淬火模具畸变,还可控制硬化层合理分布。调正CL-1淬火剂不同浓度配比,可得到不同冷却速度,获得所需硬化层分布,满足不同模具钢需求。3、弧状裂纹常发生在模具棱角角、缺口、孔穴、凹模接线飞边等形状突变处。这是因为,淬火时棱角处产生的应

19、力是平滑表面平均应力的10倍。另外,(1)钢中含碳(C)量和合金元素含量愈高,钢Ms点愈低,Ms点降低2,则淬裂倾向增加12倍,Ms点降低8,淬裂倾向则增加8倍;(2)钢中不同组织转变和相同组织转变不同时性,由于不同组织比容差,造成巨大组织应力,导致组织交界处形成弧状裂纹;(3)淬火后未及时回火,或回火不充分,钢中残余奥氏体未充分转变,保留在使用状态中,促进应力重新分布,或模具服役时残余奥氏体发生马氏体相变产生新的内应力,当综合应力大于该钢强度极限时便形成弧状裂纹;(4)具有第二类回火脆性钢,淬火后高温回火缓冷,导致钢中P,s等有害杂质化合物沿晶界析出,大大降低晶界结合力和强韧性,增加脆性,服

20、役时在外力作用下形成弧状裂纹。预防措施:(1)改进设计,尽量使形状对称,减少形状突变,增加工艺孔与加强筋,或采用组合装配;(2)圆角代直角及尖角锐边,贯穿孔代盲孔,提高加工精度和表面光洁度,减少应力集中源,对于无法避免直角、尖角锐边、盲孔等处一般硬度要求不高,可用铁丝、石棉绳、耐火泥等进行包扎或填塞,人为造成冷却屏障,使之缓慢冷却淬火,避免应力集中,防止淬火时弧状裂纹形成;(3)淬火钢应及时回火,消除部分淬火内应力,防止淬火应力扩展;(4)较长时间回火,提高模具抗断裂韧性值;(5)充分回火,得到稳定组织性能;(6)多次回火使残余奥氏体转变充分和消除新的应力;(7)合理回火,提高钢件疲劳抗力和综

21、合机械力学性能;(8)对于有第二类回火脆性模具钢高温回火后应快冷(水冷或油冷),可消除二类回火脆性,防止和避免淬火时弧状裂纹形成。4、剥离裂纹模具服役时在应力作用下,淬火硬化层一块块从钢基体中剥离。因模具表层组织和心部组织比容不同,淬火时表层形成轴向、切向淬火应力,径向产生拉应力,并向内部突变,在应力急剧变化范围较窄处产生剥离裂纹,常发生于经表层化学热处理模具冷却过程中,因表层化学改性与钢基体相变不同时性引起内外层淬火马氏体膨胀不同时进行,产生大的相变应力,导致化学处理渗层从基体组织中剥离。如火焰表面淬硬层、高频表面淬硬层、渗碳层、碳氮共渗层、渗氮层、渗硼层、渗金属层等。化学渗层淬火后不宜快速

22、回火,尤其是300C以下低温回火快速加热,会促使表层形成拉应力,而钢基体心部及过渡层形成压缩应力,当拉应力大于压缩应力时,导致化学渗层被拉裂剥离。预防措施:(1)应使模具钢化学渗层浓度与硬度由表至内平缓降低,增强渗层与基体结合力,渗后进行扩散处理能使化学渗层与基体过渡均匀;(2)模具钢化学处理之前进行扩散退火、球化退火、调质处理,充分细化原始组织,能有效防止和避免剥离裂纹产生,确保产品质量。5、网状裂纹裂纹深度较浅,一般深约0.01-1.5mm,呈辐射状,别名龟裂。原因主要有:(1)原材料有较深脱碳层,冷切削加工未去除,或成品模具在氧化气氛炉中加热造成氧化脱碳;(2)模具脱碳表层金属组织与钢基

23、体马氏体含碳量不同,比容不同,钢脱碳表层淬火时产生大的拉应力,因此,表层金属往往沿晶界被拉裂成网状;(3)原材料是粗晶粒钢,原始组织粗大,存在大块状铁素体,常规淬火无法消除,保留在淬火组织中,或控温不准,仪表失灵,发生组织过热,甚至过烧,晶粒粗化,失去晶界结合力,模具淬火冷却时钢的碳化物沿奥氏体晶界析出,晶界强度大大降低,韧性差,脆性大,在拉应力作用下沿晶界呈网状裂开。预防措施:(1)严格原材料化学成分金相组织和探伤检查,不合格原材料和粗晶粒钢不宜作模具材料;(2)选用细晶粒钢、真空电炉钢,投产前复查原材料脱碳层深度,冷切削加工余量必须大于脱碳层深度;(3)制订先进合理热处理工艺,选用微机控温

24、仪表,控制精度达到1.5,定时现场校验仪表;(4)模具产品最终处理选用真空电炉、保护气氛炉和经充分脱氧盐浴炉加热模具产品等措施,有效防止和避免网状裂纹形成。6、冷处理裂纹模具钢多为中,高碳合金钢,淬火后还有部分过冷奥氏体未转变成马氏体,保留在使用状态中成为残余奥氏体,影响使用性能。若置于零度以下继续冷却,能促使残余奥氏体发生马氏体转变,因此,冷处理的实质是淬火继续。室温下淬火应力和零度下淬火应力叠加,当叠回应力超过该材料强度极限时便形成冷处理裂纹。预防措施:(1)淬火后冷处理之前将模具置于沸水中煮3060min,可消除15-25淬火内应力并使残余奥氏体稳定化,再进行-60常规冷处理,或进行-1

25、20深冷处理,温度愈低,残余奥氏体转变成马氏体量愈多,但不可能全部转变完,实验表明,约有2-5残余奥氏体保留下来,按需要保留少量残余奥氏体可松驰应力,起缓冲作用,因残余奥氏体又软又韧,能部分吸收马氏体化急剧膨胀能量,缓和相变应力;(2)冷处理完毕后取出模具投入热水中升温,可消除40-60冷处理应力,升温至室温后应及时回火,冷处理应力进一步消除,避免冷处理裂纹形成,获得稳定组织性能,确保模具产品存放和使用中不发生畸变。7、磨削裂纹常发生在模具成品淬火、回火后磨削冷加工过程中,多数形成的微细裂纹与磨削方向垂直,深约0.051.0mm。(1)原材料预处理不当,未能充分消除原材料块状、网状、带状碳化物

26、和发生严重脱碳;(2)最终淬火加热温度过高,发生过热,晶粒粗大,生成较多残余奥氏体;(3)在磨削时发生应力诱发相变,使残余奥氏体转变为马氏体,组织应力大,加上因回火不充分,留有较多残余拉应力,与磨削组织应力叠加,或因磨削速度、进刀量大及冷却不当,导致金属表层磨削热急剧升温至淬火加热温度,随之磨削液冷却,造成磨削表层二次淬火,多种应力综合,超过该材料强度极限,便引起表层金属磨削裂纹。预防措施:(1)对原材料进行改锻,多次双十字形变向镦拔锻造,经四镦四拔,使锻造纤维组织围绕型腔或轴线呈波浪形对称分布,并利用最后一火高温余热进行淬火,接着高温回火,能充分消除块状、网状、带状和链状碳化物,使碳化物细化

27、至2-3级;(2)制订先进的热处理工艺,控制最终淬火残余奥氏体含量不超标;(3)淬火后及时进行回火、消除淬火应力;(4)适当降低磨削速度、磨削量,磨削冷却速度,能有效防止和避免磨削裂纹形成。8、线切割裂纹该裂纹出现在经过淬火、回火的模块在线切割加工过程中,此过程改变了金属表层、中间层和心部应力场分布状态,淬火残余内应力失去平衡变形,某一区域出现大的拉应力,此拉应力大干该模具材料强度极限时导致炸裂,裂纹是弧尾状刚劲变质层裂纹。实验表明,线切割过程是局部高温放电和迅速冷却过程,使金属表层形成树枝状铸态组织凝固层,产生600-900MPa拉应力和厚约003mm的高应力二次淬火白亮层。裂纹产生原因:(

28、1)原材料存在严重的碳化物偏析;(2)仪表失灵,淬火加热温度过高,晶粒粗大,降低材料强韧性,增加脆性;(3)淬火工件未及时回火和回火不充分,存在过大的残余内应力和线切割过程中形成的新内应力叠加导致线切割裂纹。预防措施:(1)严格原材料入库前检查,确保原材料组织成分合格,对不合格原材料必须进行改锻,击碎碳化物,使化学成分、金相组织等达到技术条件后方可投产。模块热处理前加工成品需留足一定磨量后淬火回火、线切割;(2)入炉前校验仪表,选用微机控温,控温精度1.5,真空炉、保护气氛炉加热,严防过热和氧化脱碳;(3)采用分级淬火、等温淬火和淬火后及时回火,多次回火,充分消除内应力,为线切割创造条件;(4

29、)制订科学合理线切割工艺。9、疲劳断裂模具服役时在交变应力反复作用下形成的显微疲劳裂纹缓慢扩展,导致突然疲劳断裂。(1)原材料存在发纹、自点、孔隙、疏松、非金属夹杂、碳化物严重偏析、带状组织、块状游离铁素体冶金组织缺陷,破坏了基体组织连续性,形成不均匀应力集中。钢锭中未排除,导致轧制时形成白点。钢中存在Sb、Bi、Pb、Sn、As和S、P等有害杂质,钢中的P易引起冷脆,而s易引起热脆,S,P有害杂质超标均易形成疲劳源;(2)化学渗层过厚、浓度过大、渗层过度、硬化层过浅、过渡区硬度低等都可导致材料疲劳强度急剧降低;(3)当模面加工粗糙、精度低、光洁度差,以及刀纹,刻字、划痕、碰伤、腐蚀麻面等也易

30、引起应力集中导致疲劳断裂。预防措施:(1)严格选材,确保材质,控制Pb、As、Sn等低熔点杂质与S、P非金属杂质含量不超标;(2)投产前进行材质检查,不合格原材料不投产;(3)选用具有纯洁度高、杂质少、化学成分均匀、晶粒细碳化物小、等向性能好,疲劳强度高等特点的电渣重熔精炼钢,对模具型面表面喷丸强化和表面化学渗层改性强化处理,使金属表层为预压应力,抵消模具服役时产生的拉应力,提高模具型面疲劳强度;(4)提高模具型面加工精度和光洁度;(5)改善化学渗层和硬化层组织性能;(6)采用微机控制化学渗层厚度、浓度和硬化层厚度。10、应力腐蚀裂纹该裂纹常发生在使用过程中。金属模具因化学反应或电化学反应过程

31、,引起从表至内组织结构损坏腐蚀作用而产生开裂,这就是应力腐蚀裂纹。模具钢因热处理后组织不同,抗蚀性能也不同。最耐蚀组织为奥氏体(A),最易腐蚀组织为屈氏体(T),依次为铁素体(F)一马氏体(M)一珠光体(P)一索氏体(S)。因此,模具钢热处理不宜得到T组织。淬火钢虽经回火,但因回火不充分,淬火内应力或多或少依然存在,模具服役时在外力作用下也会产生新的应力,凡有应力存在于金属模具中就会有应力腐蚀裂纹发生。预防措施:(1)模具钢淬火后应及时回火,充分回火,多次回火,以消除淬火内应力;(2)模具钢淬火后一般不宜在350-400C回火,因T组织常在此温度出现,发生有T组织模具应重新处理,模具应进行防锈处理,提高抗蚀性能;(3)热作模具服役前进行低温预热,冷作模具服役一个阶段后进行一次低温回火消除应力,不仅能防止和避免应力腐蚀裂纹发生,还可大幅度提高模具使用寿命,一举两得,有显著技术经济效益。

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