不同試驗(yàn)參數(shù)下3Cr2W8V鋼熱疲勞性能研究.pdf

1、3Cr2W8V鋼是我國熱作模具的傳統(tǒng)用鋼，熱疲勞是其主要失效形式，但對熱疲勞性能測試時(shí)的試驗(yàn)參數(shù)一直沒有明確規(guī)定。本文采用Uddeholm自約束熱疲勞試驗(yàn)方法，通過改變熱循環(huán)過程中的上限溫度以及加熱速度，對經(jīng)過不同熱處理工藝的3Cr2W8V鋼進(jìn)行熱疲勞試驗(yàn)；借助金相顯微鏡、掃描電鏡等分析手段，研究了各試驗(yàn)參數(shù)對3Cr2W8V鋼熱疲勞性能的影響。試驗(yàn)結(jié)果表明： 3Cr2W8V鋼在熱循環(huán)過程中，構(gòu)成了加熱時(shí)產(chǎn)生壓應(yīng)變，冷卻時(shí)產(chǎn)生拉應(yīng)

2、變的熱疲勞循環(huán)過程：熱循環(huán)上限溫度是3Cr2W8V鋼熱疲勞裂紋萌生、擴(kuò)展的主要影響因素：熱循環(huán)上限溫度的升高，縮短了3Cr2W8V鋼熱疲勞裂紋萌生的時(shí)間，加速了熱疲勞裂紋沿晶界擴(kuò)展的速度。當(dāng)熱循環(huán)上限溫度超過3Cr2W8V鋼的回火溫度時(shí)，熱疲勞裂紋擴(kuò)展速度急劇增大，導(dǎo)致抗熱疲勞性能顯著降低。熱應(yīng)力分析及熱疲勞裂紋形貌觀察表明：熱循環(huán)上限溫度升高，試樣所受熱應(yīng)力增大；熱疲勞裂紋首先沿圓柱試樣表面軸向形成，隨著熱循環(huán)次數(shù)的增加，軸向裂紋粗化

3、、擴(kuò)展并沿橫向分枝，最終形成網(wǎng)狀裂紋。 熱循環(huán)加熱速度決定熱疲勞破壞的機(jī)制。高的熱循環(huán)加熱速度，試樣因熱應(yīng)力作用而以熱疲勞裂紋過度擴(kuò)展失效;當(dāng)加熱速度很低時(shí)，試樣表面高溫氧化占主導(dǎo)地位，其失效形式主要是氧化腐蝕失效；當(dāng)加熱速度介于上述二者之間時(shí)，3Cr2W8V鋼受熱應(yīng)力和氧化腐蝕的共同作用，因熱疲勞裂紋擴(kuò)展和氧化腐蝕的相互促進(jìn)而導(dǎo)致失效。在高的熱循環(huán)加熱速度下，上限溫度的升高增大了熱應(yīng)力與氧化現(xiàn)象，兩者共同促進(jìn)熱疲勞裂紋的擴(kuò)展速