模具材料及表面强化技术期末复习题(经典)

模具材料及热处理复习思考题

1、名词解释题：

1）基体钢：通过降低高速钢中碳含量与合金元素优化，减少钢中过剩碳化物，从而改善高速钢塑性和韧性而研制出的一种超高强度钢

2）预硬型塑料模具钢：指供货时已预先进行了热处理，并达到模具使用状态硬度，在此硬度条件下将模具成型加工，不再进行热处理而直接使用，从而保证了模具制造精度。

3）时效硬化型塑料模具钢：指一类低碳、主要含Ni、Cu等合金元素的抗腐蚀塑料模具用钢。这类钢经固溶处理+失效处理后，具有高的强度、硬度，高的抗腐蚀性和高的加工精度

4）热稳定性：模具材料在高温的条件下工作时，保持其硬度，组织稳定性及抗软化能力。

5）淬透性：是指模具钢材淬火是获得马氏体的能力。

6）热疲劳:热做模具的工作条件是反复受热，受冷，在反复热应力的作用下，模具表面会形成网状裂纹，这种现象称为热疲劳。

7）降碳高速钢：为了提高韧性而研制出的一种降碳降矾的低碳高速钢类型的冷作模具钢

2.a失效的定义？

产品丧失规定的功能（包括规定功能的完全丧失，规定功能的降低）称为失效。

b.何谓失效分析？

是指分析失效原因，研究和采取补救措施和预防措施的技术与管理活动，在反馈于生产，因而是质量管理的一个重要环节。

c.失效分析的目的是什么？

寻找材料及其构件失效的原因，从而避免和防止类似事故的发生，并提出预防或延迟的措施

3、模具材料的力学性能主要有几项要求？淬火温度高低对模具材料热处理质量有什么影响

基本要求: 1.具有高硬度和强度，以保证模具在工作过程中抗压、耐磨、不变形、抗粘合; 2.具有高耐磨性，以保证模具在长期工作中，其形状和尺寸公差在一定围变化，不因过分磨损而失效; 3.具有足够的韧性，以防止模具在冲击负荷下产生脆性断裂; 4.热处理变形小，以保证模具在热处理时不因过大变形而报废; 5.有较高的热硬性，以保证模具在高速冲压或重负荷冲压工序中不因温度升高而软化

4、冷作模具钢应具备哪些性能？为什么碳素工具钢不宜制作大中型和复杂的模具零件。P37-39

1）使用性能：较高的硬度和合理的硬度梯度分布，良好的冲击韧度，较高的断裂强度，高的耐磨性能，高的抗咬合能力和抗疲劳性能。

工艺性能：可锻造性和退火工艺性，易切削性和可磨削性，淬透性和淬硬性，锻造工艺性，焊接性，氧化和脱碳敏感性，过热敏感性和淬裂敏感性，淬火温度和淬火变形。

2）碳素工具钢由于热变形抗力低，锻造温度围宽，因而具有良好的锻造工艺性能。但该类钢在珠光体和贝氏体区的过冷奥氏体稳定性低因而淬透性差，仅适用于中小型模具。

5、各类塑料模对所使用的材料应有哪些基本性能要求。P82

1）足够的强度和硬度，2）良好的耐磨性和耐腐蚀性，3）足够的韧性，4）良好的耐热性能和尺寸稳定性，5）良好的导热性，6）塑性好，变形抗力小，可锻性好，7）优良的切削加工性能和磨削加工性能，8）较好的焊接性能，9）足够的淬透性和淬硬性，10）镜面抛光性能。

6、压铸模对材料性能有哪些要求？其淬回火工艺制定应注意什么问题？P96 1）具有一定的力学性能和优良的工艺性能，高的回火抗力和冷热疲劳抗力，及良好的渗氮(氮碳共渗)工艺性能，具备高的热强性以防止变形开裂，以及高导热性以减少温度梯度，从而降低热应力。

2）淬火前应进行一次除应力退火处理，以消除加工时残留的应力，减少淬火时的变形程度及开裂危险。淬火加热宜采用两次预热然后加热到规定温度，保温一段时间，然后油淬或气淬。模具零件淬火后即进行回火，以免开裂，回火次数2～3次。压铸铝、镁合金用的模具硬度为43～48HRC最适宜。为防止粘模，可在淬火处理后进行软氮化处理。压铸铜合金的压铸模硬度宜取低些，一般不超过44HRC

7、何为时效硬化型塑料模具钢？简述其成分、性能及应用特点？P84-85

时效硬化型塑料模具钢指一类低碳、主要含Ni、Cu等合金元素的抗腐蚀塑料模具用钢。这类钢经固溶处理+失效处理后，具有高的强度、硬度，高的抗腐蚀性和高的加工精度

性能：有高的屈强比，良好的切削加工性能和焊接性能，热处理工艺简单等。

主要用于制造精密，复杂的热塑性塑料制品模具

8、塑料模具钢的使用性能要什么？P82

具有一定的硬度，强度，耐磨性和疲劳强度，以及热处理工艺简便热处理变形小或者不变形。①较高的硬度和耐磨性;②一定的耐热和耐蚀性;③良好的尺寸稳定性;④良好的热导性

9、金属材料硬度检测方法有几种？（布氏硬度，洛氏硬度，维氏硬度，显微硬度实验法）

10、热作模具钢分类方法？P57

一般情况下，根据用途，工作温度，性能和合金元素含量进行分类。

用途：热锻.热挤压.热冲裁.压铸.热墩模具钢

工作温度：低耐热，中耐热，高耐热模具钢

性能：高韧性热作，高强热作，高耐磨热作模具钢

合金元素含量：低，中，高合金热作模具钢

12、什么是基体钢?有哪些典型钢种?与高速钢相比，其成分、性能特点有什么不同?应用场合如何?

所谓基体钢，就是通过降低高速钢中碳含量与合金元素优化，减少钢中过剩碳化物，从而改善高速钢塑性和韧性而研制出的一种超高强度钢。典型钢号：65Cr4W3Mo2VNb(65Nb)钢、7Cr7Mo2V2Si(LD)钢、5Cr4Mo3SiMnVAl(012Al)钢。

成分特点：其碳含量梢高于高速钢的基体的碳含量，以增加一次碳化物和提高耐磨性。一些钢中还加入少量的强化物形成元素性能。性能特点：基体钢中共晶碳化物数量少且细小均匀分布，韧性相对提高，其抗弯强度、疲劳抗力也有所改善，但耐磨性低于高速钢。应用：基体钢主要用于要求高强度和足够韧性的冷挤压、冷镦等模具，有些基体钢还可用于热作模具钢。

13、不同厚度材料冲裁模具钢性能有什么具体要求？冲裁模的热处理基本要求有哪些?

14、比较低淬透性冷作模具钢与低变形冷作模具钢在性能、应用上的区别。

低淬透性冷作模具钢：（1）碳素工具钢：性能：锻造工艺性好，易退火软化，热处理后有较高的硬度和耐磨性。缺点：淬透性低，热硬性、耐磨性差，淬火温度围窄；应用：适宜制造尺寸较小，形状简单，受载较轻，生产批量不大的冷作模具。（2）GCr15 性能：淬透性、硬度、耐磨性比碳素工具钢高；淬火后，回火尺寸变化不大；Cr提高该钢的回火稳定性，回火后有较高的强韧性、耐磨性；应用：适用于制造精度要求较高的小尺寸落料模、冷挤压模、搓丝板和成型模等。低变形冷作模具钢：（1）CrWMn 性能：具有较高的淬透性，由于加入1.20%～1.60%（质量分数）钨，形成碳化物，所以在淬火和低温回火后具有一定的硬度和耐磨性。钨有助于保持细小晶粒，从而使钢具有较好的韧性，该钢对形成网状碳物比较敏感，而且这种碳公物网使工具刃部有剥落的危险。应用：使用较为广泛的冷作模具钢。用于制造量具，如板牙、块规、样柱和样套，，以及形状复杂的高精度冲模等。 (2)9Mn2V 性能：综合力学性能比碳素工具我钢，具有较高的硬度和耐磨性，淬透性很好，淬火时变形较小。由于钢中含有一定量的钒，细化了晶粒，减小了过热敏感性。碳化物不均匀性比CrWMn钢好。应用：用于制造各种精密量具、样板，以及一般要求的尺寸较小的冲模、冷压模、雕刻模、料模、剪刀、丝锥、板牙和铰刀等。

15、比较Crl2型冷作模具钢与高速钢在性能、应用上的区别。