馬氏體中的含碳量在一定程度上與鋼的合金化程度有關,尤其當回火時表現(xiàn)更明顯。隨回火溫度的增高,馬氏體中的含碳量在減少,但當鋼中合金含量越高時,由于獼散的合金碳化物折出及殘留奧氏體向馬氏體的轉變,所發(fā)生的二次硬化效應越明顯,硬化峰值越高。
模具的力學性能要求--塑性
淬硬的模具鋼塑性較差,尤其是冷變形模具鋼,在很小的塑性變形時即發(fā)生脆斷。衡量模具鋼塑性好壞,通常采用斷后伸長率和斷面收縮率兩個指標表示。
斷后伸長率是指拉伸試樣拉斷以后長度增加的相對百分數(shù),以δ表示。斷后伸長率δ數(shù)值越大,表明鋼材塑性越好。熱模鋼的塑性明顯高于冷模鋼。
斷面收縮率是指拉伸試棒經(jīng)拉伸變形和拉斷以后,斷裂部分截面的縮小量與原始截面之比,以ψ表示。塑性材料拉斷以后有明顯的縮頸,所以ψ值較大。而脆性材料拉斷后,截面幾乎沒有縮小,即沒有縮頸產(chǎn)生,ψ值很小,說明塑性很差。
模具的力學性能要求--韌性
韌性是模具鋼的一種重要性能指標,韌性決定了材料在沖擊試驗力作用下對破裂的抗斷能力。材料的韌性越高,脆斷的危險性越小,熱疲勞強度也越高。對于衡量模具脆斷傾向,沖擊韌度試驗具有重要意義。
沖擊韌度是指沖擊試樣缺口處截面積上的沖擊吸收功,而沖擊吸收功是指規(guī)定形狀和尺寸的試樣在沖擊試驗力一次作用下折斷時所吸收的功。沖擊試驗有夏比U形缺口沖擊試驗(試樣開成U形缺口)、夏比V形缺口沖擊試驗(試樣開成V形缺口)以及艾式?jīng)_擊試驗。
影響沖擊韌度的因素很多。不同材質(zhì)的模具鋼沖擊韌度相差很大,即使同一種材料,因組織狀態(tài)不同、晶粒大小不同、內(nèi)應力狀態(tài)不同沖擊韌度也不相同。通常是晶粒越粗大,碳化物偏析越嚴重(帶狀、網(wǎng)狀等),馬氏體組織越粗大等都會促使鋼材變脆。溫度不同,沖擊韌度也不相同。一般情況是溫度越高沖擊韌度值越高,而有的鋼常溫下韌性很好,當溫度下降到零下20~40℃時會變成脆性鋼。
為了提高鋼的韌性,必須采取合理的鍛造及熱處理工藝。鍛造時應使碳化物盡量打碎,并減少或消除碳化物偏析,熱處理淬火時防止晶粒過于長大,冷卻速度不要過高,以防內(nèi)應力產(chǎn)生。模具使用前或使用過程中應采取一些措施減少內(nèi)應力。
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