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H13熱作模具鋼材開裂失效的原因分析
來源: | 作者:13963813331 | 發布時間: 2020-05-25 | 273 次瀏覽 | 分享到:
簡要說明H13熱作模具鋼材開裂失效的原因分析
  簡要說明H13熱作模具鋼材開裂失效的原因分析
  模具鋼
  11811半軸旋轉鍛造模具,相當于國產4Cr5MoSiV1鋼。該鋼具有較高的淬透性、抗熱裂性和良好的耐熱性,較高的強度和硬度,較高的耐磨性和韌性,優異的綜合力學性能和抗回火穩定性。
  
  H13鋼半軸旋轉鍛造模具在使用過程中,僅加工3-4個鍛件,就出現裂紋。開裂部分位于從模具中心突出的蘑菇頭的中間,并且是整體剝落的開裂形式,我們對早期開裂和失效的模具進行了理化檢驗和分析,調查了事故原因,找到了解決問題的辦法和措施,使生產加工步入正常,滿足了產品的正常交貨期,大大提高了企業的經濟效益。
  
  目視觀察表明,半軸旋轉鍛模斷口中心有兩條清晰的同心弧線。第一條弧線的邊緣有明顯的多臺階條紋,屬于應力集中和擴展的特征帶。  斷口上部左右兩側各有一個深槽,用于加工半軸法蘭盤外端面的定位耳腔。  右定位耳模腔的下邊緣設有一個略呈弧形的多源階梯條紋,多源階梯條紋沿條紋處的裂紋延伸,并呈環形向下、向左推動,直至左定位耳模腔定位。  斷裂表明,次級裂紋沿著第一環形裂紋擴展的終止弧形成一排多源階梯條紋,并繼續向上擴展(在模具的中心),直到第二弧在上側。  在第二弧以上的斷裂區域,裂紋迅速擴展到蘑菇頭和裂紋的中間。  由此可見,第二條弧線上方為裂紋瞬時斷裂區,瞬時斷裂區的斷口隱約可見粗晶納米斷口,這是過熱組織的特征形態。
  
  從半軸旋轉鍛造模具中心脫落的半蘑菇頭。蘑菇頭的斷裂對應于半軸旋轉鍛造模具的斷裂。上部的第一條弧線是主裂紋終止線,弧線上的多源階梯條紋更清晰,下部的第二條弧線更突出,整體斷口立體感更強,分析解釋更有說服力。
  
  從蘑菇頭的表面,可以看到左右定位耳模腔的形狀。模具型腔的上凹槽已經破裂,下凹槽保存完好。  右定位耳模腔對應模具裂紋的裂紋源,斷口無明顯變形。左定位耳模腔斷口邊緣有少量擠壓損傷引起的翹曲變形,表明裂紋擴展至最終斷裂時整體抬升引起的擠壓變形,進一步證明左定位耳模腔裂紋產生于斷裂后期。被折斷的半蘑菇頭樣品用線切割,并通過物理和化學試驗進行分析。
  
  采樣位置,均沿斷裂邊緣的垂直部分采集。特別地,由于宏觀觀察,定位耳模腔底部的凹槽相對尖銳,并且沿著模腔底部的凹槽邊緣形成裂縫  為了找出斷裂面是否存在r角過小的應力集中現象,分別沿左右模腔的中部切取試樣。同時,從斷裂的蘑菇頭中心取樣,檢查多條裂紋擴展過程中不同階段的斷裂特征形態和組織變化形態。
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