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经-196℃的深冷处理后仍有少量残余奥氏体存在

发布:admin05-07分类: 环保

  粉末冶金模具在使用过程中,通常是由于磨损而引起尺寸超差而失效报废的。工具钢一般热处理后金相组织中都含有较多的残余奥氏体,由于残余奥氏体是一种软质相,强度硬度较低,同时残余奥氏体又是不稳定相,在模具服役过程中易发生组织转变、产生组织应力,造成工模具早期破损。尤其是当残余奥氏体量超过5%以上时,会显著降低材料的强度和耐磨性。

  深冷处理是降低残余奥氏体最有效的方法。当深冷处理温度降至-140℃以下时,残余奥氏体量已基本稳定,这是由于温度降低到一定程度,未转变的残余奥氏体应力状态已经接近于等轴状态,残余奥氏体难以发生剪切变形,导致残余奥氏体向马氏体转变进程停止,因此,经-196℃的深冷处理后仍有少量残余奥氏体存在。由于残余奥氏体向马氏体转变,钢的硬度在深冷处理后少许提高。经深冷处理后,钢的冲击韧性几乎不变。

  由于整形模具是用来压制经过烧结后的粉末冶金零件,工作压力很高,再加上烧结后的粉末冶金零件硬度较高,因此,整形模具磨损表面布满了犁沟。另外,模具的工作表面承受很大的挤压力作用,在这强大的挤压力反复作用下,模具的亚表层软相(残余奥氏体)发生反复变形,产生大量位错并在夹杂物等缺陷处发生塞积,从而萌生裂纹。裂纹在应力作用下不断扩展,当裂纹长度达到临界值时,表面与裂纹之间的材料被剪断,产生薄片状磨屑。随着磨屑不断剥落,从而大大加快了模具的磨损,最终导致整形模具尺寸超差而报废。

  整形模具经深冷处理后,残余奥氏体量显著降低,一方面由于硬度和强度提高而增加了犁削难度,从而降低了模具的磨损速率;另一方面增加了裂纹的萌生难度,再加上残余奥氏体转变后组织得到进一步细化,使裂纹扩展时需要的能量增加,加大了裂纹扩展难度。

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