H13钢渗硼层热疲劳性能的研究.pdfVIP

维普资讯 H13钢渗硼层热疲劳性能的研究 彭文屹 ，吴晓春 ，闵永安 ，许珞萍 (1．南昌大学 材料科学与工程学院，江西 南昌 330031；2．上海大学材料科学与工程学院，上海 200072) 摘要：采用Uddeholm 自约束热疲劳试验方法，运用扫描电镜、x射线衍射分析技术及x射线应力测试仪等，研究 了H13钢渗硼层在3000周次的热疲劳试验后，渗层形貌和相组成的变化，以及0—3000周次的热循环过程中，表 面残余应力的变化，并与未渗硼试样进行对比。分析了渗硼层热疲劳裂纹形成的原因。结果表明，渗硼层所具有 的高强度和好的热稳定性，改变了热疲劳裂纹的萌生及扩展的方式和热疲劳裂纹的形貌，提高了H13钢的热疲 劳抗力。 关键词：H13钢；渗硼处理；热疲劳性能 中图分类号：TG156．87 文献标识码：A 文章编号：0254-6051(2007)12-0067-04 Studyon thermalfatiguebehaviorofboridinglayerofH13steel PENGW en．yi·，WU Xiao—chun ，MIN Yong—an ，XU Luo—ping (1．SchoolofMaterialsScienceandEngineering，NanchangUniversity，NnachangJiangxi330031，China； 2．SchoolofMaterialsScienceandEngineering，ShanghaiUniversity，Shnahgai200072，China) Abstract：WiththeUddeholm serf-restrictedthermal fatiguemehtod．htetrna sformationofphasecompositionandmor- phologyofboridinglayerafter3000cyclesofhtemral fatiugetestwasstudiedbyXRDnadSEM，andhtesurfaceresidt~al stressintheprocessofhtemr alfatiug etestwasinvestigatedbyX—raystressna alyzer．Thereason offorminghtemr al fa— tiugecrackingofboridinglayerwasalsonaalyzed．Th eresultsshowthatthehighsrtengthnadexcenenthtemr al stabiliyt ofboridinglayerchnagedhtewayofnucleationandpropagationnadmorphologyofhtemr al fatiugecracking，nadhence improvedhtehtemr al fatiug eresistna ceofH13stee1． Keywords：H13 steel；boridingtreatment；themr alfatiug ebehavior H13钢是 目前使用最广泛的热作模具钢之一，作 1 试验材料和方法 为铝合金压铸模材料的H13钢工作条件十分恶劣，需 1．1 试样的制备 要承受高温铝液反复热冲击和机械冲击，其主要失效 试验 材料为 H13钢 ，主要化学成分 (质量分 形式有：整体开裂、热蚀、变形及热疲劳龟裂，其中 数，％)为 0．42C、0．98Si、0．30Mn、4．93Cr、1．40Mo、 60％以上的铝合金压铸模是因热疲劳裂纹扩展而失 0．87V、0．018P、0．05S。热疲劳试样为标准的Udde— 效 ¨ 。表面处理技术可以提高模具表层及次表层组 holm热疲劳试样，尺寸见文献 [8]。未处理试样的热 织的强度，以抵御热应力及机械应力对模具的损伤，减 处理工艺为 1020oC淬火，610oC回火两