鋁錠連鑄機用模具材料熱疲勞性能的研究.pdf

1、熱疲勞破壞是鋁錠連鑄機澆注模具的主要失效形式之一，是限制其使用壽命的重要因素。因此，改善鋁錠連鑄機用模具材料的熱疲勞性能對于提高模具的使用壽命，擴大其在國內的推廣與應用具有重要的實際意義。 本文針對鋁錠連鑄機用模具的工作條件，采用實驗室模擬研究的方法，進行了鋁錠連鑄機用模具材料熱疲勞性能的研究，分析了球墨鑄鐵模具材料不同的熱處理工藝參數試樣的熱疲勞性能變化規(guī)律，并研究了球墨鑄鐵模具材料的熱疲勞特性及球墨鑄鐵熱疲勞裂紋的萌生和擴展

2、機理。為提高鋁錠澆注模具的耐熱疲勞性能提供了實驗依據。 研究結果表明：對于球墨鑄鐵的初期微裂紋，均萌發(fā)于石墨相與基體的交界處，由于石墨相強度低，其分支處易于引起應力集中導致裂紋的萌生，微裂紋的擴展一般也是沿著石墨球距離最近的路徑擴展的。在熱疲勞裂紋擴展的初期可采用統(tǒng)計平均裂紋長度作為熱疲勞損傷程度的判據，但在裂紋擴展的后期裂紋在寬度方向的擴展占據了主導地位，則需要用新的判據代表這個階段的熱疲勞損傷程度。實驗中根據熱疲勞裂紋的實際

3、擴展情況定義了表面裂紋損傷因子D（D=A％·W/L）以作為此過程的判據，經實際檢驗，這種新判據可以很好地表征熱疲勞裂紋的后期擴展行為。 對比實驗研究表明，熱處理對球墨鑄鐵模具材料的熱疲勞性能有顯著影響，通過選擇合適的熱處理工藝可以明顯提高鑄鐵的熱疲勞抗力。實驗中比較了不同的熱處理工藝及熱疲勞實驗結果，選擇出綜合性能良好，熱疲勞裂紋擴展較慢的熱處理工藝為：900℃×2h退火+900℃×2h正火，900℃×2h+300℃×1h等溫淬