热疲劳测试对热作模具钢残留应力之影响ThermalFatigueEffect-YOKE.PDF

熱疲勞測試對熱作模具鋼殘留應力之影響 Thermal Fatigue Effect on the Residual Stress of Hot Work Steel 1 1 1 1 2 3 葉亞維 邱六合 楊震宇 蘇洋右 葉元仁 谷高弘將 1 2 3 大同大學 材料工程學系 力貫國際股份有限公司 PULSTEC 工業株式會社 摘 要： calculated by a cos method developed by JIS SKD 61應用於熱作模具，淬火時表面產生 PULSTEC company using X-ray devices. 壓應力，模具受反覆冷熱作動時會造成破裂，主要 The results show that tensile stress existed in 因為表面產生大量張應力所導致。本研究係 探討高 the rolled direction and compressive stress 週波加熱冷卻循環對熱作工具鋼熱疲勞後殘留應 existed in the radial direction of the received 力之影響。利用永大DAC熱作工具鋼經真空熱處理 specimen. The compressive stress of quench 調質至 47HRC ，利用400kHz ，30kW 真空管式高週 and temper specimen was -340 MPa. The 波機，使試片進行 2.5 秒加熱及 2 秒冷卻之 residual stress of 500 cycles thermal fatigue 500-4000 次熱疲勞循環循環。以 100倍光學顯微 tested specimen was decreased to -70 MPa 鏡進行裂痕觀察，及橫截面裂紋深度及密度觀察， from -340MPa. 利用表面裂痕型態標準圖譜的比對以及損傷因子 KEYWORDS: thermal fatigue, induction heating, 的計算量化排序 。殘留應力量測方面則利用X-ray hot work steel, residual stress 方式且用cos 法進行計算殘留應力由。 殘留應力量 1.前 言 測發現收料組織之鋼棒延著輥軋方向呈現張應 熱作模具鋼廣泛應用於壓鑄模、擠製模、注塑 力，而徑向形成壓應力，經過淬火回火後，軸向與 模、熱壓模和鍛造模，除應具有高的硬度、強度、 徑向皆呈現-340MPa之壓應力 ，經過500 次熱疲勞 紅硬性、耐磨性和韌性外，還應具有良好的高溫強 後表面壓應力開始降低至 -70MPa 。 度、熱疲勞穩定性、導熱性和耐蝕性。對於壓鑄模 關鍵詞： 熱疲勞、高週波加工機 、熱作工具鋼、殘 用鋼，還應具有表面層經反覆加熱和冷卻不產生裂 留應力 紋，以及經受液態金屬流的沖擊和侵蝕的性能 [1-2] 。 ABSTRACT 經檢索得知國外有很多文獻著重理論分析探 Thermal fatigue cracking is one of the most 討熱作模具鋼的耐熱疲勞性 [3-8] ，熱疲勞 important fail