不同試驗參數下3Cr2W8V鋼熱疲勞性能研究.pdf

1、3Cr2W8V鋼是我國熱作模具的傳統(tǒng)用鋼，熱疲勞是其主要失效形式，但對熱疲勞性能測試時的試驗參數一直沒有明確規(guī)定。本文采用Uddeholm自約束熱疲勞試驗方法，通過改變熱循環(huán)過程中的上限溫度以及加熱速度，對經過不同熱處理工藝的3Cr2W8V鋼進行熱疲勞試驗；借助金相顯微鏡、掃描電鏡等分析手段，研究了各試驗參數對3Cr2W8V鋼熱疲勞性能的影響。試驗結果表明： 3Cr2W8V鋼在熱循環(huán)過程中，構成了加熱時產生壓應變，冷卻時產生拉應

2、變的熱疲勞循環(huán)過程：熱循環(huán)上限溫度是3Cr2W8V鋼熱疲勞裂紋萌生、擴展的主要影響因素：熱循環(huán)上限溫度的升高，縮短了3Cr2W8V鋼熱疲勞裂紋萌生的時間，加速了熱疲勞裂紋沿晶界擴展的速度。當熱循環(huán)上限溫度超過3Cr2W8V鋼的回火溫度時，熱疲勞裂紋擴展速度急劇增大，導致抗熱疲勞性能顯著降低。熱應力分析及熱疲勞裂紋形貌觀察表明：熱循環(huán)上限溫度升高，試樣所受熱應力增大；熱疲勞裂紋首先沿圓柱試樣表面軸向形成，隨著熱循環(huán)次數的增加，軸向裂紋粗化

3、、擴展并沿橫向分枝，最終形成網狀裂紋。 熱循環(huán)加熱速度決定熱疲勞破壞的機制。高的熱循環(huán)加熱速度，試樣因熱應力作用而以熱疲勞裂紋過度擴展失效;當加熱速度很低時，試樣表面高溫氧化占主導地位，其失效形式主要是氧化腐蝕失效；當加熱速度介于上述二者之間時，3Cr2W8V鋼受熱應力和氧化腐蝕的共同作用，因熱疲勞裂紋擴展和氧化腐蝕的相互促進而導致失效。在高的熱循環(huán)加熱速度下，上限溫度的升高增大了熱應力與氧化現象，兩者共同促進熱疲勞裂紋的擴展速