Cr12钳舌模具钢断裂失效分析

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钳舌模具钢断裂失效分析
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王泽河 刘 敏 王会强 么永强 李新领
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河北农业大学机电工程学院 河北农业大学理学院 河北 保定
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摘要 钳舌模具在使用过程中出现断裂 采用光学显微镜 化学成分分析和硬度测试等方法 对模具材
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料进行了检测和分析 结果表明 原材料冶金质量差 碳化物呈带状分布且颗粒粗大 在锻造过程中又未能改
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变碳化物分布和形态 导致材料性能差 模具在使用时 其内部原有的应力平衡被破坏 使应力在块状粗长的
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碳化物处集中 总应力超过了材料的抗拉强度 导致模具沿碳化物脆性开裂
关健词 模具 脆性开裂 失效分析
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钳舌是 吊运钢板类材料所用索具中的重要零件 效工件进行了硬度检验 实测值与工件要求硬度值对
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之一 钳舌模具材料为 钢 尺 寸规格为 照见表
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外形如图 所示 生产工艺是 锻造弓机 从实测硬度值来看 硬度值偏高 初步断定模具
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加工叶热处理叶线切割 该模具加工成形后使用 使 失效的原因之一可能是为淬火后没有回火 或者是回
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用仅几十次模具便整体断裂 为了弄清楚失效原因 火不充分 导致淬火应力没有消除
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延长模具使用寿命 为此进行失效零件的失效分析 金相检验
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, 、 根’ 据文献 金相试样取样与制样’ 要求一 进行制样
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理化检验‘结目 果“和一 分析 二
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降 刀 分析 从图 可以看出模具材料中非金属夹杂物量比
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成分检验 较多 且有分布不均匀的大块夹杂物存在 属于比较
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在失效模具上取样进行化学成分分析 分析结果 严重的缺陷 按国际通用标准瑞典 夹杂物评级图
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质量分数 见表 从材料成分看 该材料成分符合 评定非金属夹杂物为 类 级 大小介于 一
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汀 要求 该模具显微组织为隐针马氏体 残留奥氏体 碳化物
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宏观检验 断 分析 马氏体级别为 级 存在回火不足现象 热处理工艺
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断 形貌如图 所示 从断 的形貌可以看出 不正常 碳化物呈带状分布 碳化物不均匀度为 级
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口 口
断 呈现比较明显的脆性断裂特征 属于解理断 形 , 见图 其中碳化物呈块状或尖角状 见图
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貌 在基体上解理面平坦 在单一晶粒内自由地扩 模具的碳化物级别要求不得大于 级 在碳化物聚集
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展形成扇形花样 裂纹源出现在图 中 处 从断裂 的区域应力集中 易产生沿碳化物裂开的现象 碳化
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边缘的纹络可 以初步推断可能存在带状组织缺陷 物不均匀度如此严重说明模具原材料存在质量缺陷
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硬度检验 同时也反映出锻造工艺不当 未能将碳化物打碎
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为了从硬度方面了解该模具的热处理状态 对失 揉匀
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上 山 副 工
作者简介 泽河 一 男 东临清人 教授 结 果 分 析
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尹
学博士 主要研究方向为机械 热处理与失效分析 硬度超标 有非金属夹杂物存在 夹杂物分布不
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发表论文 余篇 获得国家级 省部级奖 项 联系电话 均匀 组织呈带状分布 有大块碳化物存在