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熱作模具鋼的選材、用材(疲勞強度) 已有2人參與
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本人目前在做疲勞方面的研究。請問熱作模具鋼的選材用材是怎么進行的? 比如我已知實際的使用工況和要求達到的疲勞壽命,但目前的鋼種并沒有這些信息,更多的是屈服強度、抗拉強度,這對于依照疲勞強度來選鋼并不太友好。 不知道實際的生產(chǎn)中模具的鋼種是怎么選的。 請大家給予指點 |
新蟲 (初入文壇)
至尊木蟲 (職業(yè)作家)
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抵抗疲勞斷裂失效的性能指標(biāo)有對稱循環(huán)應(yīng)力作用下的抗力指標(biāo)σ-1;其他循環(huán)應(yīng)力下的疲勞極限均高于σ-1,因此,按σ-1性能指標(biāo)進行是偏于安全的。選材主要看疲勞類型,不同的疲勞類型對應(yīng)于常見的力學(xué)性能指標(biāo),可根據(jù)常見的力學(xué)性能指標(biāo)來對應(yīng)實際的使用工況和要求達到的疲勞壽命: 1、低周疲勞的特點是最大循環(huán)應(yīng)力接近或高于材料的屈服強度的,所以,在滿足強度要求的前提下,盡量選擇高塑性材料; 2、對于沖擊疲勞,沖擊韌度具有一定參考價值,如果沖擊能量高,類似于低周疲勞,疲勞抗力主要取決于塑性,如果沖擊能量低,疲勞抗力主要取決于強度; 3、熱疲勞破壞是由熱應(yīng)力導(dǎo)致循環(huán)塑性應(yīng)變引起的,為了減少熱應(yīng)力,應(yīng)選用彈性模量低、線膨脹系數(shù)小、導(dǎo)熱性好的材料,為了減少循環(huán)塑性應(yīng)變,在保證一定強度的條件下選擇塑性好的材料,提高材料的抗氧化能力,均提高材料的熱疲勞抗力; 4、材料發(fā)生腐蝕疲勞在任何腐蝕介質(zhì)下均會出現(xiàn)(熱作模具鋼主要腐蝕介質(zhì)是空氣中的氧和冷卻水包括冷卻水中的各種離子),不像應(yīng)力腐蝕只在特定介質(zhì)出現(xiàn),一般均用指定周次下斷裂的應(yīng)力作為條件腐蝕疲勞極限。 |

至尊木蟲 (職業(yè)作家)
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熱作模具鋼主要是指用于熱變形和壓力鑄造的模具用鋼,主要包括錘鍛模、熱擠壓模、熱鐓鍛及精鍛模用鋼和壓鑄模。熱作模具鋼一般碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)小于0.5%,并含有 Cr、Mn、Ni、Si、W、V等合金元素, Cr能增加鋼的淬透性并有二次硬化作用,提高高溫抗氧化性和耐氧化性介質(zhì)腐蝕作用,增加鋼的熱強性。鉻在調(diào)質(zhì)鋼中的主要作用是提高淬透性,在滲碳鋼中提高材料表面的耐磨性。彈簧鋼熱處理時不易脫碳。工具鋼提高耐磨性、硬度和紅硬性,有良好的回火穩(wěn)定性。Mn強烈增加鋼的淬透性,消除或減弱鋼的熱脆性,改善鋼的熱加工性能。Ni在鋼中強化鐵素體、細化珠光體,能提高鋼的強度而不降低韌性;提高鋼對疲勞的抗力和減小鋼對缺口的敏感性。Si能提高鋼的彈性極限、屈服強度和屈服比、疲勞強度等,能提高鋼在高溫時的抗氧化性,W在鋼中的主要是增加回火穩(wěn)定性、紅硬性、熱強性以及由于形成碳化物而增加的耐磨性。能保持較高的高溫強度,降低過熱敏感性、增加淬透性和提高硬度,能顯著提高鋼的耐磨性和切削性。V細化鋼的組織和晶粒,降低鋼的過熱敏感性,提高鋼的強度和韌性,增加回火穩(wěn)定性并產(chǎn)生二次硬化。Al含量高時能提高鋼的抗氧化性,如此等等。 如果模具工作溫度高,熱疲勞,則必選含鎢的模具鋼,如果工作溫度高且易氧化,由于 Cr、Si、Al元素可以抗氧化,必選含有這些元素的鋼,如果是耐沖擊的錘鍛模則必選含鎳的模具鋼,由于錳強烈增加鋼的淬透性,消除或減弱鋼的熱脆性,較大的模具為了保證淬透性要求必選含錳的模具鋼,……如果需要滿足多個要求,則選擇含有多種元素的鋼。如此等等,非一言兩語能夠說清楚的。 |

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