東锜模具鋼為你解答影響模具鋼材性能的因素
發(fā)布時(shí)間:2020-07-14 ?? 瀏覽次數(shù):次
模具鋼大家再熟悉不過(guò)了,生活中常常可以見(jiàn)到,模具鋼的用途也是非常的廣泛,不同的模具鋼都有不同的用途,今天東锜模具鋼小編為大家分享的是影響模具鋼材性能的因素。
以下幾點(diǎn)因素會(huì)影響到鋼材的性能:
1.化學(xué)成分
普通碳素鋼含有多種化學(xué)成分,除了鐵之外,還有碳、硅、
錳、硫、氧、磷等。它們的含量雖然不高但是對(duì)鋼材的物理力學(xué) 性質(zhì)卻會(huì)有很大影響。
(1)碳:對(duì)于普通碳素鋼,碳是除了鐵以外的***主要的元 素,它直接影響著鋼材的強(qiáng)度、塑性和鈿性。隨著含碳量的增 加,鋼材的強(qiáng)度逐漸增大,塑性和韌性則相應(yīng)降低,同時(shí),可焊 性也變差。碳是使鋼材獲得強(qiáng)度的主要元素,但是在鋼結(jié)構(gòu)中, 特別是焊接鋼結(jié)構(gòu)中,很少會(huì)用含碳量高的鋼材。
(2) 硫:硫在鋼材溫度達(dá)到800°C以上時(shí)將會(huì)生成硫化鐵而 熔化掉,使鋼材變脆,因此在進(jìn)行焊接或熱加工時(shí),會(huì)有可能引 起熱裂紋,這種現(xiàn)象稱為鋼材的熱脆。此外,硫還會(huì)降低鋼材的 沖擊靭性、疲勞強(qiáng)度及可焊性。
(3) 磷:磷可以增加鋼材的強(qiáng)度和抗銹蝕能力,但卻會(huì)嚴(yán)重 降低鋼材的籾性、塑性和可焊性,特別在溫度低時(shí)會(huì)促使鋼材 變脆。
(4) 錳:錳元素是脫氧劑,可以增加鋼材強(qiáng)度而不明顯的改 變鋼材的塑性,同時(shí)還可清除硫引起的鋼材熱脆。因此,錳是一 種有益的成分。
(5) 硅:硅是較強(qiáng)的脫氧劑,是制作鎮(zhèn)靜鋼的必要元素,當(dāng) 含量不超過(guò)0.2%時(shí),可以提高鋼材的強(qiáng)度,對(duì)塑性、韌性和可 焊性產(chǎn)生的不良影響則不太明顯。
(6) 氮和氧都是鋼材的有害雜質(zhì),氧會(huì)使鋼材產(chǎn)生熱脆,氮的 影響和磷類似,因此,這兩種元素的含量應(yīng)該嚴(yán)格控制在規(guī)定內(nèi)。
2.冶金缺陷
常見(jiàn)的冶金缺陷有偏析、非金屬雜質(zhì)、裂紋和起層,見(jiàn)表1-4。
鋼材中將化學(xué)雜質(zhì)元素分布的不均勻性稱為偏析。主要的偏 析是硫和磷,會(huì)使偏析區(qū)的鋼材的塑性、韌性及可焊性變壞。沸 騰鋼由于雜質(zhì)元素含量比較多,因此偏析現(xiàn)象比鎮(zhèn)靜鋼嚴(yán)重。存 在于鋼材中的非金屬化合物會(huì)使鋼材性能變脆
3. 溫度影響
鋼材性能隨溫度改變而有所變化??偟膩?lái)說(shuō),溫度升高,鋼 材強(qiáng)度降低,應(yīng)變?cè)龃?;相反,溫度降低,鋼材?qiáng)度會(huì)略有增 加,塑性和韌性卻會(huì)降低因而變脆。在250°C時(shí),鋼材的抗拉強(qiáng) 度略有提高,塑性則降低,因而鋼材出現(xiàn)脆性,稱為蘭脆。在此 時(shí)對(duì)鋼材進(jìn)行熱加工,鋼材可能產(chǎn)生裂縫,在250?350°C時(shí), 鋼材將出現(xiàn)徐變現(xiàn)象。
當(dāng)溫度比常溫低時(shí),隨著溫度的降低,鋼材的脆性開(kāi)始逐漸 增加,鋼材的韌性反映的是鋼材在動(dòng)力荷載下的性能,即鋼材吸 收機(jī)械能和抵抗斷裂的能力。目前國(guó)內(nèi)外通用以V形缺口的夏 比試件在沖擊試驗(yàn)中所消耗的沖擊功來(lái)衡量該材料的沖擊韌性。 沖擊試驗(yàn)消耗的功越大,鋼材的韌性越好。鋼材的籾性與溫度有 密切關(guān)系,隨著溫度的下降,鋼材的沖擊靭性下降,并且存在一 個(gè)轉(zhuǎn)變溫度區(qū),為了防止鋼材的低溫脆斷,結(jié)構(gòu)的使用溫度應(yīng)高 于鋼材的轉(zhuǎn)變溫度,各種鋼材的轉(zhuǎn)變溫度都不同,應(yīng)該通過(guò)試驗(yàn) 確定。
4. 殘余應(yīng)力影響
殘余應(yīng)力是由于鋼材在加工過(guò)程中溫度不均而冷卻產(chǎn)生的, 是一種自相平衡的應(yīng)力,不影響構(gòu)件的承載力,但會(huì)降低構(gòu)件的 剛度和穩(wěn)定性。
5. 應(yīng)力集中影響
應(yīng)力集中表現(xiàn)為在荷載作用下截面突變處的某些部位將產(chǎn)生
高峰應(yīng)力,其余部位應(yīng)力較低且分布不均。當(dāng)試件表面不平整, 有缺口存在時(shí),在軸心荷載的作用下,缺口附近的應(yīng)力水平很 高
。
6. 鋼材的疲勞
材料總是會(huì)有“缺陷”的,在反復(fù)荷載作用下,先在其缺陷 處產(chǎn)生一些***小的裂痕,此后這種微觀裂痕逐漸擴(kuò)大成宏觀裂 紋,試件截面削弱,在裂紋根部出現(xiàn)應(yīng)力集中現(xiàn)象,使材料處于 三向拉伸應(yīng)力狀態(tài),塑性變形受到限制,當(dāng)反復(fù)荷載達(dá)到一定的 循環(huán)次數(shù)時(shí),材料被破壞,并表現(xiàn)為突然的脆性斷裂。鋼材的疲 勞強(qiáng)度取決于應(yīng)力集中和應(yīng)力循環(huán)次數(shù)。
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