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P20模具鋼模具壽命對熱疲勞性能的影響
來源: | 作者:東啟特鋼 | 發布時間: 2022-01-27 | 80 次瀏覽 | 分享到:
P20模具鋼模具壽命對熱疲勞性能的影響

  P20模具鋼模具壽命對熱疲勞性能的影響

  

  熱疲勞試樣經常規工藝回火后,部分試樣在570℃×3h進行氮碳共滲,其余試樣不進行氮碳共滲,然后進行對比試驗。測試過程如下:將樣品放入700℃熔融鋁中加熱5秒,然后立即放入水中淬火,每次重復上述過程。試驗結果表明,未進行氮碳共滲的試樣在3-5次循環后會粘鋁,而經過氮碳共滲的試樣在數百次循環后不會粘鋁,脫模容易。還發現,60次循環后,未進行氮碳共滲的試樣表面出現微裂紋,而160次循環后,進行氮碳共滲的試樣開始出現微裂紋,證明進行氮碳共滲的試樣抗熱疲勞性能更好,比未進行氮碳共滲的試樣高1.6倍。

  

模具鋼


  氮碳共滲后,樣品最外表面為白色層,由相對致密的ε-Fe2-3 (n,c)化合物組成,與鋁的晶體結構不同,潤濕性差,這可能是樣品不粘鋁的原因。

  

  材料的熱疲勞性能是決定熱鍛模具壽命的重要指標之一。熱疲勞不僅與材料的導熱系數、熱膨脹系數等物理性能有關,還與材料的高溫強度和塑性有關。熱裂紋通常形成在表面熱應力最大的區域。當模具表面被嚴重氧化時,損傷過程會加快。如果材料具有良好的抗氧化性,可以減少損傷。氮碳共滲后,試樣的高溫屈服強度和抗塑性變形能力提高,延緩了裂紋的萌生。同時,氮碳共滲試樣表層具有抗氧化性,可以減少氧化腐蝕過程中的損傷過程,這可能是提高熱疲勞抗力的原因。

  

  P20模具鋼采用新工藝進行球化退火,再加工成沖擊試樣。經過不同溫度的淬火和回火后,進行沖擊試驗,測量試樣隨爐洛氏硬度。結果如圖5所示。從圖5a可以看出,隨著淬火溫度的升高,硬度增加,在相同溫度下回火,硬度也隨著淬火溫度的升高而增加,說明高溫淬火可以提高紅色硬度。從圖5b可以看出,沖擊韌性隨著淬火溫度的升高而降低;淬火溫度-時間,沖擊韌性隨著回火溫度的升高而增加。相同溫度回火,淬火溫度越低,沖擊韌性越高??紤]到沖擊韌性,壓鑄模具應低溫淬火,高溫回火。然而,850℃淬火試樣的沖擊韌性低于900℃淬火試樣,這可能與加熱溫度低和溶解在奧氏體中的合金元素少有關。因為溶解在基體中的合金元素的減少會降低基體的強度,影響沖擊韌性的提高。


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