模具材料与热处理10.ppt

课题十 模具失效 10.1 失效分析 10.1.3 失效分析 10.1.3 失效分析 失效分析的主要方法 失效分析的主要方法 (3)断裂形式的特征  3.表面损伤失效 4.腐蚀失效 10.2 模具的服役条件与失效形式 ? 10.2.3 冲裁模的服役条件和失效形式 10.2.4 拉深模的服役条件和失效形式 10.3 模具寿命及其影响因素 ? 10.3.2 模具热处理和表面强化 对使用寿命的影响 10.3.3 影响冲压模具寿命的因素及提高冲模寿命的措施 思考题 * 10．1 失效分析 10．1．1 失效的分类 10．1．2 失效的基本影响因素 10．1．3 失效分析 10．2 模具的服役条件与失效形式 10．2．1 模具的服役条件 10．2．2 模具的失效形式 10．2．3 冲裁模的服役条件和失效形式 10．2．4 拉深模的服役条件和失效形式 10．2．5 冷挤压模的服役条件和失效形式 10．3 模具寿命及其影响因素 10．3．1 影响模具使用寿命的基本因素 10．3．2 模具热处理和表面强化对使用寿命的影响 10．3．3 影响冲压模具寿命的因素及提高冲模寿命的措施 目录 系统、设备、工件等产品丧失额定功能的现象称为失效。对失效现象进行科学、公正和客观的诊断、预测和预防，对人类揭示和认识客观事物的本质，激发和加快科学技术的进步，促进和协调国民经济的持续发展以及营造和保证社会的稳定具有重要作用。 下列任何一种情况的发生，都可以认为零件已经失效： 零件完全破坏，不能继续工作 零件严重损伤，不能保证工作安全 零件虽能安全工作，但工作低效 零件的失效形式比较复杂，根据零件破坏的特点、所受载荷的类型以及外在条件，零件的失效形式可归纳为变形失效、断裂失效和表面损伤失效三大类型。 表面损伤失效 断裂失效 变形失效 应力腐蚀断裂失效 蠕变断裂失效 疲劳断裂失效 低应力脆断失效 塑性断裂失效 塑性变形失效 弹性变形失效 磨损失效 表面疲劳失效 腐蚀失效 失效形式 失效分析的目的是揭示零件失效的根本原因，影响失效的因素很多，要利用宏观和微观的研究手段进行系统的分析。 服役条件 失效零件 失效分析 失效类型 失效原因 工业试验 实验室试验 提高零件失效抗力 加强管理 改进工艺 提高主要抗力指标 改进设计 工 艺 使 用 材 料 设 计 ? ? ? ? 1.无损检测 无损检测是针对材料在冶金、加工、使用过程中产生的缺陷和裂纹用无损探伤法进行检查，以查清其状态及分布。 2.断口分析 断口分析是对断口进行全面的宏观(肉眼、低倍显微镜)及微观(高倍显微镜、电子显微镜)观察分析，确定裂纹的发源地、扩展区和最终断裂区，判断出断裂的性质和机理。 脆性断口 韧性断口 疲劳断口 3.金相分析 通过观察分析零件（特别是失效源周围）显微组织构成情况，如组织组成物的形态、粗细、数量、分布及其均匀性等，辨析各种组织缺陷及失效源周围组织的变化，对组织是否正常作出判断。 4.化学分析 检验材料整体或局部区域的成分是否符合设计要求。 5.力学分析 检查分析失效零件 的应力分布、承载能力以及脆断倾向等。 ①韧性断裂的特征 ●宏观特征:宏观变形方式为缩颈，典型断口为杯锥状断口，底部成纤维状剪切断口，其平面和拉伸轴大致呈45角。 ●微观特征:蛇形滑移和延伸，间距不等、短而且平行、不连续的条纹韧窝，大小相当于显微空洞裂纹的一半。韧性断裂见图10-1。 韧性(塑性)断裂实物 断口韧窝电镜照片 ②脆性断裂的特征 脆性断裂时承受的工作应力较低，通常不超过材料的屈服强度，甚至不超过常规的许用应力，所以又称为低应力脆断。这种宏观裂纹可以在生产工艺过程中产生，还可能由于疲劳或应力腐蚀而产生。脆性断裂见图10-2。 (a)脆性断裂实物 (b)断口电镜照片 图10-2 ③其他断裂失效形式 其他断裂形式主要是疲劳断裂和蠕变断裂。疲劳断裂见图10-3。 疲劳断裂实物 疲劳断裂显微形貌 粘着磨损 两个金属表面的微凸部分在局部高压下产生局部粘结(固相粘着)，使材料从一个表面转移到另一表面或被撕下作为磨料留在两个表面之间的现象称为粘着磨损。如图10-4所示。 图10-4 粘着磨损 磨料磨损 配合表面之间在相对运动过程中，因外来硬颗粒或表面微凸体的作用而造成表面损伤（被犁削形成沟槽）的磨损