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热作模具钢的选材、用材（疲劳强度） 已有2人参与
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本人目前在做疲劳方面的研究。请问热作模具钢的选材用材是怎么进行的？ 比如我已知实际的使用工况和要求达到的疲劳寿命，但目前的钢种并没有这些信息，更多的是屈服强度、抗拉强度，这对于依照疲劳强度来选钢并不太友好。 不知道实际的生产中模具的钢种是怎么选的。 请大家给予指点 |
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2楼2025-05-02 10:46:49
3楼2025-05-06 20:20:38
《草原的风》
至尊木虫 (职业作家)
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【答案】应助回帖
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抵抗疲劳断裂失效的性能指标有对称循环应力作用下的抗力指标σ-1；其他循环应力下的疲劳极限均高于σ-1，因此，按σ-1性能指标进行是偏于安全的。选材主要看疲劳类型，不同的疲劳类型对应于常见的力学性能指标，可根据常见的力学性能指标来对应实际的使用工况和要求达到的疲劳寿命： 1、低周疲劳的特点是最大循环应力接近或高于材料的屈服强度的，所以，在满足强度要求的前提下，尽量选择高塑性材料； 2、对于冲击疲劳，冲击韧度具有一定参考价值，如果冲击能量高，类似于低周疲劳，疲劳抗力主要取决于塑性，如果冲击能量低，疲劳抗力主要取决于强度； 3、热疲劳破坏是由热应力导致循环塑性应变引起的，为了减少热应力，应选用弹性模量低、线膨胀系数小、导热性好的材料，为了减少循环塑性应变，在保证一定强度的条件下选择塑性好的材料，提高材料的抗氧化能力，均提高材料的热疲劳抗力； 4、材料发生腐蚀疲劳在任何腐蚀介质下均会出现（热作模具钢主要腐蚀介质是空气中的氧和冷却水包括冷却水中的各种离子），不像应力腐蚀只在特定介质出现，一般均用指定周次下断裂的应力作为条件腐蚀疲劳极限。 |
4楼2025-06-02 12:50:44
《草原的风》
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【答案】应助回帖
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热作模具钢主要是指用于热变形和压力铸造的模具用钢，主要包括锤锻模、热挤压模、热镦锻及精锻模用钢和压铸模。热作模具钢一般碳的质量分数小于0.5％，并含有 Cr、Mn、Ni、Si、W、V等合金元素， Cr能增加钢的淬透性并有二次硬化作用，提高高温抗氧化性和耐氧化性介质腐蚀作用，增加钢的热强性。铬在调质钢中的主要作用是提高淬透性，在渗碳钢中提高材料表面的耐磨性。弹簧钢热处理时不易脱碳。工具钢提高耐磨性、硬度和红硬性，有良好的回火稳定性。Mn强烈增加钢的淬透性，消除或减弱钢的热脆性，改善钢的热加工性能。Ni在钢中强化铁素体、细化珠光体，能提高钢的强度而不降低韧性；提高钢对疲劳的抗力和减小钢对缺口的敏感性。Si能提高钢的弹性极限、屈服强度和屈服比、疲劳强度等，能提高钢在高温时的抗氧化性，W在钢中的主要是增加回火稳定性、红硬性、热强性以及由于形成碳化物而增加的耐磨性。能保持较高的高温强度，降低过热敏感性、增加淬透性和提高硬度，能显著提高钢的耐磨性和切削性。V细化钢的组织和晶粒，降低钢的过热敏感性，提高钢的强度和韧性，增加回火稳定性并产生二次硬化。Al含量高时能提高钢的抗氧化性，如此等等。 如果模具工作温度高，热疲劳,则必选含钨的模具钢，如果工作温度高且易氧化，由于 Cr、Si、Al元素可以抗氧化，必选含有这些元素的钢，如果是耐冲击的锤锻模则必选含镍的模具钢，由于锰强烈增加钢的淬透性，消除或减弱钢的热脆性，较大的模具为了保证淬透性要求必选含锰的模具钢，……如果需要满足多个要求，则选择含有多种元素的钢。如此等等，非一言两语能够说清楚的。 |
5楼2025-06-02 13:28:25