第五章 疲劳断裂失效的抗力指标 模具寿命和 与失效 .ppt

（五）材料在其它循环应力下的疲劳极限 ;1.不同循环应力特性下的疲劳极限;不对称循环疲劳极限值与σ－1值的关系;2）当静载应力分量σm＜0(为压应力)时;2.不同应力状态下的疲劳极限 ;(五)材料的低周疲劳抗力 ;为了提高模具的低周疲劳寿命，选材时应在满足强度要求的前提下，尽量选用高塑性的材料。 高周疲劳条件下测重选用高强度材料 。;周期性塑性应变对材料塑变抗力的影响;塑变抗力变化的规律;循环软化对塑变的影响;(六)材料在其他条件下的疲劳抗力 ;不同冲击能量下的性能指标;4）材料的冲击韧度ak值可作为冲击疲劳抗力的参考值，尤其对高强度材料。 5）材料的整体刚度对冲击应力的大小有影响；整体刚度增大，冲击应力增大。 6）冲击疲劳下的缺口效应要比静疲劳大。 ;2.热疲劳 ; 模具表层循环热应力的关系式;与减小热应力有关的性能指标 ;提高热疲劳抗力考虑的性能指标;提高热疲劳抗力考虑的性能指标; 3.腐蚀疲劳 ;腐蚀疲劳的特点 ;3)腐蚀疲劳的σ-N曲线没有水平部分，一般采用指定周次下断裂的应力作为条件腐蚀疲劳极限。 4)条件腐蚀疲劳极限和强度之间不存在比例关系。; 腐蚀疲劳抗力与组织成分有关;腐蚀疲劳抗力与表面强化及应力状态有关;5)腐蚀疲劳强度对加载频率极为敏感，对应力集中和表面状态的敏感度较小；尺寸因素对它的影响与一般疲劳相反； 6)腐蚀疲劳破坏有多个疲劳源，有特殊的多齿状宏观断口特征，并有腐蚀产物存在。微观断口呈晶界断裂或穿晶与晶界断裂的混合型。 ;第三节 材料抵抗表面损伤失效的性能指标 ;一、抵抗材料磨粒磨损的性能指标; 1）在低应力磨粒磨损条件下，材料的磨损量与接触压力成正比，与材料的硬度成反比。 要求模具钢具有高的硬度和耐磨性； 2)在高应力磨损条件下，要求材料有很高的加工硬化能力，加工硬化后的硬度要高，而材料基体保持良好的韧性。 如高锰耐磨钢。; 3）磨损类型介于低应力和高应力之间时，要求材料有高的硬度，还要求有较好的韧性。 尤其当硬度超过HRC40时，只有提高材料的韧性才能进一步提高其耐磨性。;二、抵抗材料粘着磨损的性能指标 ;三、腐蚀和腐蚀磨损的防护 ;2．腐蚀磨损的防护 ;（1）氧化???损;（1）氧化磨损;（2）微动磨损 ;防止微动磨损的措施：;2）选材方面;（3）气蚀磨损 ; 四、材料的接触疲劳抗力指标; 1.接触疲劳的概念; 2．影响材料接触疲劳强度的因素;材料合适的硬度;（2）材料的组织状态 ;（3）表面粗糙度和润滑条件;五、以多种形式失效的模具对材料性能的要求;（一）主要失效形式的分析判断;注意：;注意：;（二）表面损伤导致断裂失效的分析判断;例1：;例2：;例3：;第四节 模具材料性能指标的测试方法;材料的单向静拉伸试验是在室温下按常规的试验标准，采用光滑圆柱试样在缓慢加载和低的变形速率下进行的。试验方法和试样尺寸在试验标准中有明确规定。 ;在拉伸过程中，随着载荷的不断增加，试样不断被拉长，;由试验机上安装的自动绘图机构连续描绘出拉伸力和绝对伸长量ΔL的关系曲线，直至试样被拉断。;拉伸试验;材料在整个拉伸过程中经历了弹性变形、屈服变形、均匀塑性变形及不均匀集中塑性变性等四个变形阶段。;不同材料的力—伸长曲线是不同的。 不同材料具有不同的力学性能指标值。 ;（二）拉伸试验测定的性能指标;（二）拉伸试验测定的性能指标;（二）拉伸试验测定的性能指标;二、扭转、弯曲与压缩的力学性能;扭转试验;扭转时试样表面的应力状态在与试样轴线呈45°方向上承受最大正应力，与试样轴线平行或垂直方向上承受最大切应力。 ;在弹性变形阶段，试样横截面上的切应力和切应变沿半径方向呈线性分布(b)。 ;当表层产生塑性变形后，切应变的分布仍保持线性关系。 ;在扭转试验过程中，根据每一时刻加于试样上的扭矩M和扭转角φ 绘制成M—φ曲线，称为扭转图 ;根据扭转图和有关的材料力学公式，可计算出材料的 扭转屈服强度τs 扭转强度极限τb 切变模量G和切应变γ 等力学性能指标。; 扭转试样断口特征; 扭转试样断口特征;（二）弯曲试验及其性能指标;弯曲试验的的加载方式一般有两种： 三点弯曲加载，最大弯矩Mmax=FL/4（N·m）， 四点弯曲加载，L段为等弯矩，最大弯矩Mmax=FK/2。 ;通过记录载荷F或弯矩M与试样最大挠度fmax之间的弯曲图来确定材料在弯曲载荷下的力学性能。 ;（三）压缩试验及其性能指标;压缩试验用的圆柱形试样，试验时直接放在试验机的工作台上。 ;压缩试验时，材料抵抗外力变形和断裂情况可用压力—变形的关系曲线来表示，称为压缩曲线，如图示。图中;三、缺口试样的静拉伸及静弯曲试验及其性能;缺口角 ω=45°～60° 缺口根部曲率半径 ρ=0.1～0.2mm 缺口截面直径 dN=7～15mm dN／d0=0.7～