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小木蟲論壇-學術科研互動平臺 » 材料區(qū) » 金屬 » 失效分析 » 熱作模具鋼的選材、用材（疲勞強度）
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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 |
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【答案】應助回帖
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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)量分數(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。 |
5樓2025-06-02 13:28:25
2樓2025-05-02 10:46:49
3樓2025-05-06 20:20:38
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【答案】應助回帖
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抵抗疲勞斷裂失效的性能指標有對稱循環(huán)應力作用下的抗力指標σ-1；其他循環(huán)應力下的疲勞極限均高于σ-1，因此，按σ-1性能指標進行是偏于安全的。選材主要看疲勞類型，不同的疲勞類型對應于常見的力學性能指標，可根據(jù)常見的力學性能指標來對應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力導致循環(huán)塑性應變引起的，為了減少熱應力，應選用彈性模量低、線膨脹系數(shù)小、導熱性好的材料，為了減少循環(huán)塑性應變，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力作為條件腐蝕疲勞極限。 |
4樓2025-06-02 12:50:44
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