Page 83 - 理化检验-化学分册2017第八期

金林奎, 等: ２５１０ 钢塑料模具滑块座端面开裂剥落失效分析

工去除.由图 ３ 可见, 外层 ４ 个螺牙的齿顶已经断
裂, 而里层第 ５ 个螺牙的齿顶完好无损.
１．２ 硬度检测
采用奥地利 QnessＧQ１５０ 型全自动数显洛氏硬
度计对失效滑块座表面进行硬度检测, 结果如下:
５７．０ , ５７．０ , ５７．５ , ５８．０ , ５７．０ HRC , 符合技术要求的
５４~６０HRC .
１．３ 化学成分分析
图 １ 失效滑块座宏观形貌
从失效滑块座上取样进行化学成分分析, 试样
Fi g 敭１ Macromor p holo gy ofthefailuresliderblock
尺 寸 为 ２５ mm×２５ mm×１５ mm , 检 测 设 备 为
圆的疲劳扩展贝纹线向前推进.疲劳扩展的区域约
FOUNDRYＧMASTERPRO 全谱直读光谱仪, 检测
占整个断口面积的 ７０％ , 然后向四周快速扩展至最
依据为 GB / T１２９９－２０１４ « 工模具钢».由表 １ 可
终断裂, 如图 ２ 所示.图 ２ 中上侧及左侧可见快速
见, 滑块座材料的各元素含量均符合 GB / T１２９９－
扩展的放射状条纹, 下侧边缘可见细条状终断区剪
２０１４ 对 ９CrWMn冷作模具钢成分的技术要求.
切唇.由于滑块座端面表层布满蚀刻的花纹, 在上
表 １ 滑块座的化学成分( 质量分数)
侧及左侧的终断区只能看到缺口状的断面, 这种形
Tab敭１ Chemicalcom p ositionsofthesliderblock
貌特征容易与应力集中的多台阶条纹相混淆, 因此 massfraction ％
必须加以区分. 项目 C Si Mn Cr W S P
实测值 ０．９３ ０．２２ １．１７ ０．５７ ０．７２ ０．０００６ ０．０１８

０．８５~ ≤ ０．９０~ ０．５０~ ０．５０~ ≤ ≤
标准值
０．９５ ０．４０ １．２０ ０．８０ ０．８０ ０．０３０ ０．０２０
１．４ 扫描电镜断口分析
使用蔡司 EVO LS１５ 扫描电子显微镜对滑块
座断口微观形貌进行观察.由图 ４ 可见: 疲劳推进
线呈波浪形向前推进, 并与螺纹孔边缘平行; 由于材
料脆性开裂较为严重, 因而疲劳开裂的形貌特征不
明显.疲劳扩展至应力峰值处快速扩展的放射状条
图 ２ 滑块座开裂处断口宏观形貌
纹更为显著, 放射状棱线呈断续分布, 见图 ５ .
Fi g 敭２ Macromor p holo gy offractureofthe
sliderblockcrackin gp osition
沿滑块座断口中心的螺纹孔部位垂直截 取样

块, 由于该螺纹孔较深, 未能截取到螺纹孔的底部,
只保留从端面向里 ５ 个螺牙.图 ３ 中右侧为螺纹孔
的外端面, 其端面的断口扩展部位已经被线切割加

图 ４ 源区放射状条纹形貌
Fi g 敭４ Mor p holo gy ofradialstri p esofthesourcearea
１．５ 能谱分析
对断口试样进行微区成分能谱分析, 结果表明晶
界处无磷、 砷、 锑、 锡等低熔点夹杂物析出, 表明夹杂
第二相组织不是由回火脆造成的, 可以排除回火脆的
图 ３ 螺纹内孔样块宏观形貌
影响; 沿晶亦无硫、 锰等元素存在, 因而也可以排除锻
Fi g 敭３ Macromor p holo gy oftheinternalthreadholesam p le
造过热缓冷造成 MnS沿晶析出的可能, 见图６ .
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