.热作模具钢热疲劳试验方法
模具钢的热疲劳及增材制造技术的应用
极快。 本 文 以铝合金 压铸 模 为例进 行分 析 。设定 型 腔 表 面 到镶块 外 侧 厚度 为 １ ｏ ０ ｍ ｍ，用 温度 为 ６ ５ ０℃ 的预压 铝液 加 热模 具 。 每次 加热 时 ， 从 室 温到 所 需 的工作模 温需要 慢压 铸 十几模 次 。由于铝 的 比热容 是 钢 的 ２倍 多 。 导 热 率是 钢 的 ４倍 多 ， 当第 １次 把 铝液 压入 模具 时 ， 型 腔表 面温度 瞬间 上升 到 接 近铝 液 的温度 （ 图 ｌ ａ ） ． 而表 面 以下 的绝 大部 分材 料 还 未
反 复合 模重 压下 造成 变形 和开裂 。热 疲劳龟 裂 和大 开 裂甚 至断 裂 的原 因 和机理 不 是一 回事 。 加大 镶 块 尺 度 对 于减 轻 龟裂 毫 无 补 益 ； 相反 ， 壁 厚 很 薄却 不
模 具 材 料 在 每 一 次工 作 循 环 中都 要 重 复 一 次
这 样 的拉 、 压 应 力交 变循 环 。随着 表 层 材 料 尺度 被 压缩 ， 压 铸 时 的表 层 压 应 力 减 小 ， 开 模 降 温 时 的表 层 拉 应力 加 大 。 不 工 作完 全 冷 却后 所 受 的拉 应 力 更 大， 这 就 是 型腔 表 面 龟裂 的 内应 力 原 因 。经 过 长 期
嚣
１ ０ ｏ
０
１ ０２ ０３ ０ ４ ０ ５ ０６ ０ ７ ０ ８ ０ ９０ １ ０ ０
深 度／ ｍｍ
（ ａ ） 第１ 次 压 射
（ ｂ ） 第 ２次 压 射
升温 ： 第 ２次压 入 铝 液 时 ， 第 １次 传 人 型 腔 表 面 的
热量 已 向深 层传 导 。 第 ２次 压 入 铝 液 后 ． 型 腔 表 面
常用的金属材料疲劳极限试验方法
常用的金属材料疲劳极限试验方法疲劳试验可以预测材料或构件在交变载荷作用下的疲劳强度，一般该类试验周期较长，所需设备比较复杂，但是由于一般的力学试验如静力拉伸、硬度和冲击试验，都不能够提供材料在反复交变载荷作用下的性能，因此对于重要的零构件进行疲劳试验是必须的。
MTS 810金属材料疲劳试验的一些常用试验方法通常包括单点疲劳试验法、升降法、高频振动试验法、超声疲劳试验法、红外热像技术疲劳试验方法等。
单点疲劳试验法适用于金属材料构件在室温、高温或腐蚀空气中旋转弯曲载荷条件下服役的情况。
该种方法在试样数量受限制的情况下，可近似测定疲劳曲线并粗略估计疲劳极限。
试验所需的疲劳试验机一般为弯曲疲劳试验机和拉压试验机。
升降法疲劳试验升降法疲劳试验是获得金属材料或结构疲劳极限的一种比较常用而又精确的方法，在常规疲劳试验方法测定疲劳强度的基础上或在指定寿命的材料或结构的疲劳强度无法通过试验直接测定的情况下，一般采用升降法疲劳试验间接测定疲劳强度。
主要用于测定中、长寿命区材料或结构疲劳强度的随机特性。
所需试验机一般为拉压疲劳试验机。
高频振动疲劳试验法常规疲劳试验中交变载荷的频率一般低于200Hz，无法精确测得一些零件在高频环境状态下的疲劳损伤。
高频振动试验利用试验器材产生含有循环载荷频率为1000Hz左右特性的交变惯性力作用于疲劳试样上，可以满足在高频、低幅、高循环环境条件下服役金属材料的疲劳性能研究。
高频振动试验主要用于军民机械工程的需要。
试验装置通常包括：控制仪、电荷适配器、功率放大器、加速度计、振动台等。
超声法疲劳试验超声法疲劳试验是一种加速共振式的疲劳试验方法，其测试频率（20kHz）远远超过常规疲劳测试频率（小于200Hz）。
超声疲劳试验可以在不同载荷特征、不同环境和温度等条件下进行，为疲劳研究提供了一个很好的手段。
嘉峪检测网提醒超声疲劳试验一般用于超高周疲劳试验，主要针对10^9以上周次疲劳试验。
高周疲劳时，材料宏观上主要表现为弹性的，所以在损伤本构关系中采用应力、应变等参量的弹性关系处理，而不涉及微塑性。
一种热疲劳试验方法
抗热疲劳性能较 为定量的判定方法 。用此方法 判定了灰 口铸铁 、 灰 口铸铁 表面激光熔敷 ＷＣ ． Ｃ ｏ 涂层及 涂层激光熔 敷参数
的不 同条件下试件 的抗热疲劳性能 。
关 键 词 ：高 频 感 应 加 热 ； 可编程逻辑控制器 ； 热 疲 劳 中图分类号 ： Ｔ Ｇ ４ ０ ５
Ａ ｔ ｈ ｅ ｒ ｍａ ｌ ｆ ａ ｔ ｉ ｇ ｕ ｅ ｔ ｅ ｓ ｔ ｍｅ ｔ ｈｏ ｄ
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金属疲劳试验有哪些金属疲劳试验方法
金属疲劳试验有哪些金属疲劳试验方法
疲劳试验，作为一种测定金属、非金属以及合金材料等拉伸、压缩等疲劳性能测试，常用于测量材料或产品的各项物理性能。
疲劳试验能测试哪些材料
金属：钢材、钢索、钢筋、钢板
非金属：橡胶、塑料、海绵、玻璃、胶管
合金材料：管件、五金、不锈钢、疲劳试验设备有哪些
根据试验频率：
低频疲劳试验机、中频疲劳试验机、高频疲劳试验机、超高频疲劳试验机、根据应力循环：
等幅疲劳试验机、变频疲劳试验机、程序疲劳试验机、随机疲劳试验机根据试验环境：
室温疲劳试验机、低温疲劳试验机、高温疲劳试验机、热疲劳试验机、腐蚀疲劳试验机、接触疲劳试验机、微动磨损疲劳试验机根据应力循环周次：
低周疲劳试验机、高周疲劳试验机
根据式样加载方法：
拉-压疲劳试验机、弯曲疲劳试验机、扭转疲劳试验机、复合应力疲劳试验机疲劳试验有哪些试验方法
扭转、弯曲、动态、拉伸、旋转、拉扭、纯弯、扭矩、静态、提吊、弯扭、弹跳、滚动、摇摆、屈曲、弹性、传动、。
模具钢检测相关标准信息
模具钢检测相关标准信息模具钢是用来制造冷冲模、热锻模压铸模等模具的钢种。
模具是机械制造、无线电仪表、电机、电器等工业部门中制造零件的主要加工工具。
模具的质量直接影响着压力加工工艺的质量、产品的精度产量和生产成本、而模具的质量与使用寿命除了靠合理的结构设计和加工精度外，主要受模具材料和热处理的影响。
模具钢分类：模具钢大致可分为：冷轧模具钢、热轧模具钢和塑料模具钢三类，用于锻造、冲压、切型、压铸等。
由于各种模具用途不同，工作条件复杂，因此对模具用钢，按其所制造模具的工作条件，应具有高的硬度、强度、耐磨性，足够的韧性，以及高的淬透性、淬硬性和其他工艺性能。
由于这类用途不同，工作条件复杂，因此对模具用钢的性能要求也不同。
美国按模具服役条件将模具钢分为四大类，美国金属学会工具钢委员会列出了：冷作模具钢、热作模具钢、塑料模具钢、塑胶模具钢等四大类[1] 。
其中，冷作模具钢又分出12小类，热作模具钢9小类，塑料模具钢2小类，塑胶模具钢5小类。
（001）（15.06.17）检测项目：化学分析失效分析：断口分析、腐蚀分析等化学性能：耐高温、耐低温、耐酸性、碱性、抗氧化性工艺性能：细丝拉伸、断口检验、反复弯曲、双向扭转、液压试验、扩口、弯曲、卷边、压扁、环扩张、环拉伸、显微组织、杯突试验、金相分析等；无损检验：X射线无损探伤、电磁超声、超声波、涡流探伤、漏磁探伤、渗透探伤、磁粉探伤；机械性能：抗拉强度、冲击试验、屈服点、断后伸长率、断面收缩率、硬度指标（洛氏硬度、布氏硬度、维氏硬度、里氏硬度、韦氏硬度）元素分析：精确检测分析金属、合金及其制品中锰、铁、铝、磷、铬、钒、钛、铜、钴、镍、钼、铈、镧、钙、镁、锌、锡、锑、砷等金属元素的成分及含量其他项目：金相组织、夹杂物、脱碳层、显微组织含量测定、腐蚀原因分析、晶粒度及显微评级、低倍组织、晶间腐蚀、高温合金显微组织、高温金相组织等；检测标准：GB/T 1299-2014 工模具钢GB/T 15824-2008 热作模具钢热疲劳试验方法GB/T 24594-2009 优质合金模具钢JB/T 8420-2008 热作模具钢显微组织评级JB/T 8431-1996 热锻成形模具钢及其热处理YB/T 129-1997 塑料模具钢模块技术条件。
新型热作模具钢的热疲劳性能
。
碳化物的不断溶解, 固溶体中碳和合金元素含量不断 提高, 特别是 M o 、 V、 Nb 等元素含量的不断提高, 提高 了二次硬化效果, 即使是高温回 火, 仍可以保持 疲劳裂纹起阻碍作用
[ 5]
相
具有一定过饱和的碳浓度和弥散细小的碳化物, 对热 。过剩碳化物数量减少, 尺寸 变小, 减小了碳化物与基体的界面, 使热疲劳裂纹源减 少 , 尤其是经细化处理后, 消除了常规球化退火后可能
收稿日期 : 2010 01 01 作者简介 : 周小平 ( 1963 163 . com ) , 男 , 湖北武汉人 , 教授 , 博士 , 主要从事模具 材料 方 面 的研 究 工 作。 联 系 电 话 : 027 88032313 ; E m ai: l zxp _ zhn@
108 为评定热疲劳抗力的指标。主裂纹为试样受热中心横 截面 上宽度和 深度均较 大的裂纹 , 从显 微镜视 野中 确定。
F ig 1 图 1 热疲劳试验试样尺寸 ( a) 及装置 ( b) S ize ( a) o f ther m al fatigue test sa mp le and test dev ice ( b)
1080 、 HG1 1100) , 保温 15 m in 后 油冷。回 火温 度为 580 , 保温 2 h , 二次回火。热疲劳试验方法 : 采用 Uddehol m 法, 试验装置如图 1( b) 所示。
摘要 : 研究新型热作模具钢分别在 1050、 1080 和 1100 下的新型热作模具钢 在 1080 中图分类号 : TG142. 45 关键词 : 热作模具钢 ; 热疲劳 ; 淬火 ; 二次 回火 ; 奥氏体化 文献标志码 : A 文章编号 : 0254 6051( 2011) 01 0107 03 奥氏体化后淬火 , 580 奥氏体化后淬火 , 再经过 580
3Cr2W8V热作模具钢热处理工艺和性能研究
响 ， 合 考虑退 火温度 、 火保 温时 间 、 火温度 、 综 退 淬 淬 火 时间 、 火温 度 、 回 回火 时 间 、 火 次 数 等 ９个 因 素 ， 回 按 混 合 位 级 正 交 表 Ｉ （。 ４ ×２ ）进 行 试 验 方 案 的 设
个 位 级 ， 人 正 交 表 的 后 ６列 ， 以 此 设 计 出 １ 放 并 ６种
《 组 技 术与 生 产 现 代 化》２ ｌ 第 ２ 成 ＯＯ年 ７卷 第 ４期
作者简介 ： 李 强 （ ９ １ １ ７ 一） 男 ， 南 信 阳 人 ， 程 硕 士 ， 级 实 验 ， 河 工 高
师 ， 要 从事 热 加 工 工 艺 研究 ． 主
键 词 ： 模 具 铜 ； 交 试 验 设 计 ； 处 理 工 艺 ； 正 热
试 验用 ３ ｒＷ８ 钢 直 径 为 ＋ ０ ｍｍ 棒 材 ， Ｃ２ Ｖ ４ 退
火前 的金相组织 为 铁 素体 ＋ 层 片状 珠 光体 ， 主要 其 化学成 分 （ 质量 分 数 Ｖ ） 表 １ ｏ［ 见 ２ ．材 料 经改 锻后 分
周 期性 的加热～ 冷却 循 环 ， 易 出现 冷热 疲 劳裂 纹 容 而失效 ， 因此 ， 磨损 和冷热疲 劳破 坏是其 主要 的失 效
形 式 ．我 单 位 使 用 ３ ｒＷ ８ 钢 加 工 生 产 的 固 定 钳 Ｃ２ Ｖ 口哈夫 （ａ ） ， 急 热 、 冷 的工 作 条件 下 ， 具 ｈｌ 模 在 ｆ 急 模
理 不 当是 导 致 模 具 早 期 失 效 的 重 要 原 因 ， 占模 具 约 失 效 因素 的 ３ ＿ ．针 对 这 种 情 况 ， 们 采 用 正 交 ５ 】 ］ 我
金属疲劳试验方法
金属疲劳试验方法金属疲劳试验是一种常见的材料力学试验方法，用于研究金属材料在交变载荷下的疲劳寿命和疲劳性能。
疲劳是材料在交变载荷下反复加载引起的损伤累积现象，对金属材料的使用寿命和可靠性具有重要影响，因此金属疲劳试验在工程领域中具有广泛的应用价值。
金属疲劳试验的基本原理是将试样加装在疲劳试验机上，通过施加交变载荷或交变应力，观察试样在多次重复载荷下的破坏情况，并记录下试样的疲劳寿命和疲劳性能。
疲劳试验通常包括疲劳强度试验、疲劳寿命试验和疲劳裂纹扩展试验等。
在进行金属疲劳试验时，需要首先选择合适的试验方法和试验设备。
常见的试验方法包括拉伸疲劳试验、弯曲疲劳试验、旋转弯曲疲劳试验、扭转疲劳试验等。
具体选择哪种试验方法取决于所研究材料的形状和应用条件。
在拉伸疲劳试验中，试样通常为圆柱形或平板状。
试样被夹紧在疲劳试验机的夹具上，载荷通过试样的上下拉伸实现。
在试验过程中，应该保持良好的试验环境，避免影响试验结果的因素存在。
弯曲疲劳试验中，试样通常为梁状，通过施加交变弯曲力加载试样。
由于金属材料的应变分布不均匀，疲劳寿命试验中，存在应力集中效应和裂纹起始等问题，试验结果需要进行合理的数据处理和分析。
旋转弯曲疲劳试验是一种用于研究轴类零件或旋转零件的疲劳性能的试验方法。
试样被固定在试验机上，通过施加交变载荷实现试样的旋转弯曲运动。
在试验中，需要控制载荷的频率和振幅，并根据试样的疲劳寿命和变形情况来评估其疲劳性能。
扭转疲劳试验是一种用于研究圆轴类零件的疲劳性能的试验方法。
试样通过一端固定在试验机上，通过扭矩加载试样的另一端，实现试样的交变扭转运动。
在试验中，也需要控制载荷的频率和振幅，并根据试样的变形情况和疲劳寿命来评估其疲劳性能。
除了选择合适的试验方法和试验设备外，金属疲劳试验还需要进行试验参数的选择和试验条件的控制。
试验参数包括载荷幅值、载荷频率、试样几何尺寸等，通过调整这些参数可以研究载荷对试样疲劳寿命和疲劳性能的影响。
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.热作模具钢热疲劳试验方法
热作模具钢热疲劳试验方法主要有以下几种：
1.盐炉循环加热法：将试样在盐浴炉中加热至一定温度后，再在水中冷却，如此反复进行直到试样产生裂纹。
这种方法的缺点是费时间。
2.火焰加热法：试样装在与圆盘连接的支座上，圆盘转动时试样被火焰加热，然后入水冷却。
这种方法的加热温度难以控制。
3.高频感应加热法：这是一种比较理想的加热方法，但具体实施可能因设备和条件而异。
4.等温热疲劳试验法：在某一等效温度下循环加载机械应力，使试样的循环寿命等同于在温度区间循环加热-冷却时的循环次数。
但此法所得到的应力应变情况与实际热疲劳循环有很大不同。
5.Uddeholm法：即自约束热疲劳试验方法，在上下两个温度梯度内循环加热-冷却试样，并根据试样V型缺口处诱导出的裂纹长度情况评定热疲劳性能。
该方法所使用的实验设备成本低，易操作，试样加工简单，实验结果可信度高，但费时费力。
请注意，上述试验方法各有优劣，而且每种试验方法得到的结论可能迥然不同。
因此，为使研究结论更加准确可信，试验必须采用同一试验方法、同一实验装置，尽可能减少外部因素的影响。
另外，在进行热疲劳试验时，还需要注意以下几点：
1.试验前应对试样进行预处理，如去除表面机加工痕迹、抛光等，以消除试样表面因素对试验结果的影响。
2.加热和冷却过程中应保证试样温度均匀，避免出现局部过热或过冷的情况。
3.冷却水的温度应保持稳定，一般控制在10℃以内。
4.试验过程中应记录循环加热与冷却的次数、裂纹出现的循环次数、表面龟裂情况、裂纹长度等信息，以便对热疲劳性能进行评定。