在惡劣的使用環(huán)境下,熱疲勞開裂是壓鑄模具最重要的失效形式之一。壓鑄模具在服役過程中受到的機械應(yīng)力和熱應(yīng)力波動均會誘發(fā)細(xì)小裂紋,這些裂紋將進(jìn)一步擴(kuò)展并最終導(dǎo)致材料失效。然而由于試驗條件的限制,目前的研究工作多集中于研究熱疲勞過程中熱應(yīng)力對材料微觀結(jié)構(gòu)的影響,而對于機械應(yīng)力這部分的影響則鮮有涉及。由于當(dāng)溫度和應(yīng)變場同時交變時,很難分析機械應(yīng)變部分對材料顯微結(jié)構(gòu)的影響,因此本文聚焦于恒定溫度下的單軸加載應(yīng)變控制試驗,并借助光學(xué)顯微鏡（OM）、掃描電子顯微鏡（SEM）、X射線衍射儀（XRD）、透射電子顯微鏡（TEM）等檢測手段系統(tǒng)研究了壓鑄模具材料在熱機械載荷作用下的微觀組織演變規(guī)律,探究了材料在熱機械載荷作用下的循環(huán)軟化和損傷機理,并率先揭示了壓鑄模具材料中存在應(yīng)變誘導(dǎo)碳化物析出和粗化的現(xiàn)象,能夠為合金成分和熱處理工藝的優(yōu)化提供理論依據(jù),也能為材料的失效分析以及模具設(shè)計提供理論指導(dǎo)。利用膨脹儀對4Cr5Mo2NiV鋼的相變特性進(jìn)行了測定,并綜合考慮晶粒度、殘余奧氏體及強韌性配比對4Cr5Mo2NiV鋼的熱處理工藝進(jìn)行了優(yōu)化。結(jié)果表明:4Cr5Mo2NiV鋼的最佳淬火溫度為1030℃,回火工藝... 

【文章來源】：上海大學(xué)上海市 211工程院校

【文章頁數(shù)】：158 頁

【學(xué)位級別】：博士

【部分圖文】：

圖１．２穩(wěn)態(tài)循環(huán)應(yīng)力－應(yīng)變曲線％??Ｆｉｇ．?１．２?Ｓｔｅａｄｙ－ｓｔａｔｅ?ｃｙｃｌｉｃ?ｓｔｒｅｓｓ－ｓｔｒａｉｎ?ｃｕｒｖｅ??１０??

目前壓鑄模具鋼的熱疲勞性能研究運用的試驗方法主要有自約束熱疲勞法、等溫?zé)崞谠囼灧ê蜔釞C械疲勞試驗法。??自約束熱疲勞試驗法是目前壓鑄模具鋼中研究熱疲勞性能運用最為廣泛種方法。通過對測試材料進(jìn)行升溫和降溫循環(huán)試驗，然后觀察表面裂紋和計疲勞損傷因子，能夠反映材料的熱疲勞失效機理。但這種試驗方法僅考慮了在服役過程中熱應(yīng)力部分的影響，而忽略了模具工作過程中受到的沖擊等機力的影響［４９，５（３］。??等溫?zé)崞谠囼灧ㄊ窃谀骋缓愣囟认�，通過對材料循環(huán)施加機械載荷來材料失效的方法。此方法雖然考慮了材料在服役過程中機械應(yīng)力對材料疲勞的影響，但卻忽略了溫度交變對模具力學(xué)性能和顯微組織的影響規(guī)律［５Ｕ５２】。??熱機械疲勞試驗?zāi)苣M模具在循環(huán)機械載荷和熱載荷耦合作用下的熱機勞行為，是目前最為貼近壓鑄模具實際服役工況的試驗方法。但是由于試驗昂貴，費用較高，試驗周期也較長，此方法一直以來運用得并不廣泛。二十

位錯的密度和位錯的組態(tài)均是影響材料疲勞性能的因素［６６］。早期關(guān)于疲勞機??理的研宄表明：疲勞過程與位錯的前后運動有關(guān)。當(dāng)應(yīng)變具有單調(diào)性時，晶體表??面的滑移帶就具有相對簡單的拓?fù)湫螤睿鐖D１．４（ａ）所示；而在循環(huán)載荷作用下，??滑移帶則往往形成形狀更為復(fù)雜的條紋狀，如圖１．４（ｂ）所示。位錯的反復(fù)移動造??成滑移帶里產(chǎn)生擠壓變形［５９］，裂紋成核就始于穩(wěn)定滑移帶中最高應(yīng)力集中區(qū)域??［６７】，如圖１．５所示。不過當(dāng)應(yīng)變率�。迹担飑枺磿r，位錯結(jié)構(gòu)卻沒有任何變化［６８］。??ｊ交變應(yīng)為??廣??｜拉應(yīng)為?丨交變應(yīng)為??圖１．４滑移帶和表面相交處的表面等值線??Ｆｉｇ．?１．４?Ｓｕｒｆａｃｅ?ｃｏｎｔｏｕｒｓ?ａｔ?ｔｈｅ?ｉｎｔｅｒｓｅｃｔｉｏｎ?ｏｆ?ｓｌｉｐ?ｂａｎｄｓ?ａｎｄ?ｓｕｒｆａｃｅｓ??１３??

【參考文獻(xiàn)】：
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碩士論文
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本文編號：3333866