,如果模具材料的斷裂韌性值較高,則裂紋必須擴(kuò)展得更深
,才能發(fā)生失穩(wěn)擴(kuò)展。
也就是說
,抗熱疲勞性能決定了疲勞裂紋萌生前的那部分壽命
;而裂紋擴(kuò)展速率和斷裂韌性,可以決定當(dāng)裂紋萌生后發(fā)生亞臨界擴(kuò)展的那部分壽命
。
因此
,熱作模具如要獲得高的壽命
,模具材料應(yīng)具備高的抗熱疲勞性能、低的裂紋擴(kuò)展速率和高的斷裂韌性值
。
抗熱疲勞性能的指標(biāo)可以用萌生熱疲勞裂紋的熱循環(huán)數(shù)
,也可以用經(jīng)過一定的熱循環(huán)后所出現(xiàn)的疲勞裂紋的條數(shù)及平均的深度或長度來衡量。
耐磨性
決定模具使用壽命最重要的因素往往是模具材料的耐磨性
。模具在工作中承受相當(dāng)大的壓應(yīng)力和摩擦力,要求模具能夠在強(qiáng)烈摩擦下仍保持其尺寸精度
。模具的磨損主要是機(jī)械磨損
、氧化磨損和熔融磨損三種類型
。
為了改善模具鋼的耐磨性,就要既保持模具鋼具有高的硬度
,又要保證鋼中碳化物或其他硬化相的組成、形貌和分布比較合理
。
對于重載
、高速磨損條件下服役的模具,要求模具鋼表面能形成薄而致密粘附性好的氧化膜
,保持潤滑作用
,減少模具和工件之間產(chǎn)生粘咬
、焊合等熔融磨損
,又能減少模具表面進(jìn)行氧化造成氧化磨損。所以模具的工作條件對鋼的磨損有較大的影響
。
耐磨性可用模擬的試驗方法
,測出相對的耐磨指數(shù)?,作為表征不同化學(xué)成分及組織狀態(tài)下的耐磨性水平的參數(shù)
。以呈現(xiàn)規(guī)定毛刺高度前的壽命,反映各種鋼種的耐磨水平
;試驗是以Cr12MoV鋼為基準(zhǔn)(?=1)進(jìn)行對比
。
咬合抗力
咬合抗力實際就是發(fā)生“冷焊”時的抵抗力。該性能對于模具材料較為重要
。試驗時通常在干摩擦條件下
,把被試驗的工具鋼試樣與具有咬合傾向的材料(如奧氏體鋼)進(jìn)行恒速對偶摩擦運動
,以一定的速度逐漸增大載荷
,此時,轉(zhuǎn)矩也相應(yīng)增大
,該載荷稱為“咬合臨界載荷”
,臨界載荷越高,標(biāo)志著咬合抗力越強(qiáng)
。
性能要求
一
、退火工藝性
球化退火溫度范圍寬,退火硬度低且波動范圍小
,球化率高。
二、可鍛性
具有較低的熱鍛變形抗力
,塑性好
,鍛造溫度范圍寬,鍛裂冷裂及析出網(wǎng)狀碳化物傾向低
。
三
、氧化
、脫碳敏感性
高溫加熱時抗氧化懷能好
,脫碳速度慢,對加熱介質(zhì)不敏感
,產(chǎn)生麻點傾向小
。
四、切削加工性
切削用量大
,刀具損耗低,加工表面粗糙度低
。
五
、淬透性
淬火后能獲得較深的淬硬層,采用緩和的淬火介質(zhì)就能淬硬
。
六
、可磨削性
砂輪相對損耗小,無燒傷極限磨削用量大
,對砂輪質(zhì)量及冷卻條件不敏感
,不易發(fā)生磨傷及磨削裂紋。
七
、淬硬性
淬火后具有均勻而高的表面硬度
。
八、淬火變形開裂傾向
常規(guī)淬火體積變化小
,形狀翹曲
、畸變輕微,異常變形傾向低
。常規(guī)淬火開裂敏感性低,對淬火溫度及工件形狀不敏感
。