Page 53 - 理化检验-物理分册2021年第十一期

DOI : 10.11973 / lh jy -wl202111010

S136 钢模具断裂的原因

李文正 1 , 2 , 董敏鹏 , 苏子宽 , 李金龙 1 , 2

1
1
( 1. 中国科学院宁波材料技术与工程研究所 中国科学院海洋新材料与应用技术重点实验室

浙江省海洋材料与防护技术重点实验室, 宁波 315201 ;

2. 中国科学院大学材料与光电研究中心, 北京 100049 )
摘 要: 某 S136钢模具在服役过程中产生断裂失效。通过化学成分分析、 断口分析、 显微组织
观察及硬度测试, 分析了该 S136钢模具断裂的原因。结果表明: S136钢模具的断口主要以韧窝形
貌为主, 韧窝中可见大量颗粒状碳化物, 晶界位置出现少量微裂纹; S136钢模具的显微组织为回火
马氏体, 晶界处分布着大量微米级碳化物颗粒; 碳化物硬度约为11GPa , 基体硬度约为5GPa ; 综

合分析表明, S136钢模具断裂的原因是其晶界处存在的大量碳化物, 导致材料脆性增加。
关键词: S136钢模具; 碳化物; 断裂

中图分类号: TG157 文献标志码: B 文章编号: 1001-4012 ( 2021 ) 11-0037-03

ReasonofFractureofS136SteelDie

1
1
,
LIWenzhen g 1 , 2 , DONGMin p en g SUZikuan , LIJinlon g 1 , 2

( 1.Ke yLaborator y ofMarineMaterialsandRelatedTechnolo g ies , Zhe j ian gKe yLaborator y ofMarineMaterialsandProtective

Technolo g ies , Nin g boInstituteofMaterialsTechnolo gy andEn g ineerin g , ChineseAcadem y ofScience , Nin g bo315201 , China ;

2.CenterofMaterialsScienceandO p toelectronicsEn g ineerin g , Universit y ofChineseAcadem y ofSciences ,

Bei j in g 100049 , China )

Abstract : S136steeldiebrokeandfaileddurin gservice.Throu g hchemicalcom p ositionanal y sis , fracture

anal y sis , microstructureobservationandhardnesstest , thereasonforfractureofthisS136steeldiewasanal y zed.

TheresultsshowedthatthefractureofS136steeldiewasmainl ydim p lemor p holo gy , alar g enumberof g ranular

carbidescouldbeseenindim p les , andasmallamountofmicrocracksa pp earredat g rainboundar y .Microstructure

ofS136steeldiewastem p eredmartensite , withalar g enumberofmicroncarbidep articlesdistributedatg rain

boundar y .Thecarbidehardnesswasabout11GPa , andmatrixhardnesswasabout5GPa.Com p rehensiveanal y sis

showedthatthereasonforfractureofS136steeldiewasthelar g eamountofcarbidesexistin gat g rainboundar y ,

whichledtoincreasebrittlenessofmaterial.

Ke y words : S136steeldie ; carbide ; fracture
模具是制造业的基础工艺装备, 也被称为“ 制 模具生产技术、 卓越的设计能力和技艺精良的工
造业之母”。模具生产技术水平的高低, 已成为衡 人, 在全球模具行业保持领先地位, 我国模具制造
量一个地区制造水平高低的重要标志 [ 1 ] 。目前, 业产值占全球的三分之一。 S136模具钢因其良好
全世界模具市场规模超过 1000 亿美元, 其中日 的耐蚀性、 镜面抛光性能与热疲劳性能得到广泛

本、 德国、 美国、 意大利等发达国家凭借其先进的 应用 [ 2 ] 。但是, 热处理工艺不合理会使 S136 钢模
具产生各种缺陷, 从而在服役过程中产生断裂失
效 [ 3 ] 。本研究中的 S136 钢模具是以压铸或锻压
收稿日期: 2020-10-21
成型方法制造的, S136 钢模具在锻造加工成型过
作者简介: 李文正( 1995- ) 男, 硕士研究生, 主要从事功能防护
程中出现开裂, 针对断口处进行了一系列理化检
涂层研究工作, liwenzhen g @nimte.ac.cn
通信作者: 李金龙( 1974- ), 男, 研究员, 主要从事金属材料及其 验, 以避免该类问题的再次发生。
防护技术工作, li j l@nimte.ac.cn
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