几种模具钢的热疲劳性能对比研究

通过对3Cr2W8V、4Cr5MoV1Si以及5CrNiMo、5Cr2NiMoVSi两组模具钢的热疲劳性能对比试验,证实5Cr2NiMoVSi的热疲劳性能优于5CrNiMo;循环上限温度低于670℃,4Cr5MoV1Si钢的热疲劳性能优于3Cr2W8V钢,循环上限温度为710℃时,反而3Cr2W8V钢的热疲劳抗力较好。文章分析了影响热疲劳性能的主要因素,提出了最佳硬度值范围,为指导热处理工艺提出了可靠依据,并为新材料的合理使用指出了工作温度范围。

模具材料的高温滑动冲击磨损过程的电镜观察

在模拟热作模具热磨损试验机上进行高温滑动冲击磨损试验,在各磨损阶段,用扫描电镜对模具试样表面形貌作细致观察,得出如下结论:高温滑动冲击磨损过程的主导磨损机制,早期为磨粒磨损,中期及后期逐步向点状剥落及大块疲劳剥落转移。全部过程都有粘着磨损,后期更为严重。

模具钢热疲劳中晶粒变化及软化机制

对模具钢进行Uddeholm热疲劳试验,发现经不同循环次数后,材料均发生了循环软化,随着循环次数增加,软化更趋严重。同时,晶粒大小也发生了变化,循环100次、2O0次未发现晶粒尺寸变化,循环至300次后,晶粒突然长大,经500次循环后,晶粒尺寸又减小,循环10~3次后晶粒明显碎化。根据上述诸现象,文章用动态回复再结晶理论、空洞理论等进行了解释。

热作模具钢的模拟热磨损试验方法的探讨

本研究选定 Tittagala法作为热作模具材料热磨损的试验方法,并对其模拟性作了改进。经过试验,该模拟试验方法能较好地反映热作模具的工作过程和磨损特征。在碳素钢——模具钢、铝合金——模具钢、铜合金——模具钢不同材料试样的摩擦付试验中,模具材料的高温磨损特性、表面磨损形貌与现场模具寿命、失效模具形貌有着较好的一致性。

评定模具钢热疲劳性能的Uddeholm法

本文试验设备主要由 GP10—CW5型高频感应加热装置、复合式感应圈、试样座,热疲劳温度循环自动控制器及冷却系统几部分组成。在循环加热、冷却条件下,试样表层承受着周期性的多维热应力,经一定循环次数后根据试样表层的龟裂网纹形貌对照标准图谱评定材料的抗热疲劳性能,具有操作方便、模拟性强的特点,适合于模具钢的热疲劳性能研究。

用应变能法研究模具钢的热疲劳性能

本文提出的应变能法是采用能量损伤观点对 Manson-Coffin的应变幅——寿命法(M-C公式)的修正,用以予测热作模具钢5Cr2NiMoVSi、5CrNiMo的热疲劳的寿命。该法指出热疲劳寿命不但是非弹性应变幅△ε_(in)的函数,而且也是平均拉应力σ的函数,即材料的热疲劳寿命是强度和塑性的综合性能指标。使用应变能法予测热疲劳寿命时,实验结果与实际模具的使用寿命相吻合,而用 M-C公式予测则有时和实际情况相反。

模拟热磨损试验参量的动态测试系统

采用磁记录器直接与计算机配接,实现了对模拟热磨损各试验参量的动态测量。分析了测量表面摩擦温度的特殊性,提出采用“可磨式”动态热电偶作为测温传感器可以用来测量摩擦温度。采用专门设计的传感器能较好地测量摩擦系数,并给出了部分试验研究结果。

热磨损表面温度的分析与测量

本文对模具钢模拟热磨损实验摩擦副的表面温度场进行了理论分析。算出3Cr2W8V模具钢试样表面温度达到740℃,表面0.5mm薄层内的温度高于600℃回火温度。采用“可磨式”动态热电偶进行动态测量得出:试样表面最高平均温度达800℃,而瞬时温度峰值可达1200℃。此外,采用金相(硬度)法对试样进行测温也得到了类似的结果。研究结果还表明:冲头温度和摩擦线速度增高,表面最高平均温度也增高,而正压力对表面温度的影响不明显。

应变滞后能损伤与Uddeholm法热疲劳寿命的相关性

采用应变能研究Uddeholm热疲劳结果表明,当材料的强度、塑性的配合使每一循环所受到的应变能损伤最小时,材料的热疲劳抗力最佳,且可根据材料的常规机械性能及物理性能,予测材料的热疲劳抗力。