Page 85 - 理化检验-物理分册2023年第一期
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庞晋龙, 等: 车轮锻压模具用下芯棒断裂原因
裂位置如图2所示。
在下芯棒断口处取样进行宏观观察, 结果如图
3所示。由图3可知: 断裂为多源脆性断裂, 裂纹源
起始于下芯棒R 角区域; 裂纹由下芯棒R 角处向内
扩展, 裂纹快速扩展区的面积最大, 导致芯棒断裂为
多块 [ 2 ] 。
图3 下芯棒断口处宏观形貌
1.2 化学成分分析
在断裂下芯棒上取样, 用直读光谱仪进行化学
成分分析, 结果如表1所示, 可见下芯棒的化学成分
符合 GB / T1299 — 2014 《 工模具钢》 对 5CrMnMo
钢的要求。
图2 断裂下芯棒尺寸及断裂位置示意
表1 断裂下芯棒的化学成分分析结果 %
质量分数
项目
C Si Mn P S Cr Mo H
实测值 0.54 0.35 1.43 0.022 <0.002 0.67 0.16 0.0001
标准值 0.50~0.60 0.25~0.60 1.20~1.60 ≤0.030 ≤0.030 0.60~0.90 0.15~0.30 ≤0.00035
1.3 SEM 分析 粒内部呈脆性解理断裂,晶界附近有韧窝形貌; 断
在下芯棒断口处取样, 用 SEM 进行分析, 结果 口绝大部分区域为快速扩展区, 微观形貌为准解理
如图4 所示。由图 4 可知: 断裂起源于 R 角处表 断裂; 断口上未见明显夹杂物等原始冶金缺陷, 未发
面, 断裂起源处局部区域呈沿晶断裂; 脆性区部分晶 现明显的其他缺陷。
图4 下芯棒断口处的SEM 形貌
1.4 硬度测试 硬度测试, 结果如表2所示, 可见 R 角处的断面硬
采用洛氏硬度计对下芯棒 R 角处的断面进行 度都符合设计要求, 未见异常。
表2 下芯棒R 角处断面的洛氏硬度测试结果 HRC
项目 测点1 测点2 测点3 测点4 测点5 测点6 测点7 测点8 测点9 测点10 测点11 测点12 测点13
实测值 44.0 42.3 41.4 41.1 42.1 41.0 43.5 41.3 42.7 40.6 42.0 41.5 42.4
设计要求 ≥38
3
7
