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解答一下影响模具钢性能的因素有哪些??
发布时间:2021-08-27 15:09
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  解答一下影响模具钢性能的因素有哪些?

  

  模具钢大家都很熟悉。在生活中经常看到模具钢有广泛的用途。不同的模具钢有不同的用途。今天,模具钢小编与大家分享一下影响模具钢性能的因素有哪些。

  

  下列因素将影响钢的性能:

  

  1.化学组成

  

  普通碳钢含有多种化学成分,除铁外,还有碳、硅、

  

  锰、硫、氧、磷等。虽然它们的含量不高,但对钢材的物理力学性能会有很大的影响。

  

  (1)碳:对于普通碳钢来说,碳是除铁以外***重要的元素,它直接影响钢的强度、塑性和延性。随着碳含量的增加,钢的强度逐渐增加,塑性和韧性相应降低,焊接性也变差。碳是使钢获得强度的主要元素,但含碳量高的钢很少用于钢结构,尤其是焊接钢结构。

  

  (2)硫:当钢的温度达到800°C以上时,硫会形成硫化铁,熔化掉,使钢变脆。因此,在焊接或热加工时,可能会导致热裂纹。这种现象称为钢的热脆性。此外,硫还会降低钢的抗冲击性能、疲劳强度和焊接性。

  

  (3)磷:磷可以增加钢的强度和耐蚀性,但会严重降低钢的韧性、塑性和焊接性,特别是温度较低时,会使钢变脆。

  

  (4)锰:锰是一种脱氧剂,可以在不明显改变钢的塑性的情况下增加钢的强度,还可以去除硫对钢的热脆性。因此,锰是一种有益的成分。

  

  (5)硅:硅是一种强脱氧剂,是制造镇静钢的必要元素。当其含量不超过0.2%时,可提高钢的强度,但对塑性、韧性和焊接性的不利影响不明显。

  

  (6)氮和氧是钢的有害杂质,氧会使钢变热变脆,氮的影响与磷相似。因此,这两个要素的内容应严格控制在规定范围内。

  

  2.冶金缺陷

  

  常见的冶金缺陷包括偏析、非金属杂质、裂纹和分层。

  

  化学杂质元素在钢中的不均匀分布称为偏析。主要偏析是硫和磷,会使偏析区钢的塑性、韧性和焊接性变差。由于杂质元素含量高,沸腾钢的偏析现象比镇静钢更严重。钢中存在的非金属化合物会使钢变脆。成品钢有时会出现裂纹和分层,因此使用这种钢时应注意。

  

  3.温度影响

  

  钢的性能随着温度的变化而变化。一般来说,随着温度的升高,钢的强度降低,应变增加。相反,随着温度的降低,钢的强度会略有增加,但塑性和韧性会降低,变脆。在250°C时,钢的抗拉强度略有提高,而塑性降低,所以钢是脆性的,称为蓝脆性。这时钢材是经过热加工的,250?在350℃时,钢会蠕变。

  

  当温度低于常温时,随着温度的降低,钢的脆性开始逐渐增大,钢的韧性反映了钢在动态载荷下的性能,即钢吸收机械能和抗断裂的能力。目前,国内外普遍采用冲击试验中V形缺口夏比试样所消耗的冲击能量来测量该材料的冲击韧性。冲击试验消耗的功越大,钢的韧性越好。钢的韧性与温度密切相关。随着温度的降低,钢的冲击韧性降低,存在一个转变温度区。为了防止钢在低温下发生脆性断裂,结构的使用温度应高于钢的转变温度,各种钢的转变温度不同,应通过实验确定。

  

  4.残余应力的影响

  

  残余应力是一种自平衡应力,是由于加工过程中温度不均匀导致钢材冷却而引起的。不影响构件的承载力,但会降低构件的刚度和稳定性。

  

  5.应力集中的影响

  

  应力集中表明,截面突变的某些部位会在荷载作用下产生

  

  峰值应力,其他部位应力低且分布不均匀。当试样表面不平整且有缺口时,缺口附近的应力水平在轴向载荷作用下很高。

  

  6.钢的疲劳

  

  材料总会有“缺陷”。在反复载荷的作用下,缺陷处产生一些微小裂纹,然后微小裂纹逐渐扩展为宏观裂纹,试样截面变弱,裂纹根部出现应力集中,使材料处于三维拉应力状态,塑性变形受到限制。当重复载荷达到一定的循环次数时,材料被破坏,出现突然的脆性断裂。钢的疲劳强度取决于应力集中和应力循环次数。

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