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失效分析典型案例目录CONTENTS01020304典型案例具体方案分析过程研究结论01典型案例Typicalcases典型案例毕业论文，泛指专科毕业论文、本科毕业论文（学士学位毕业论文）、硕士研究生毕业论文（硕士学位论文）毕业论文，泛指专科毕业论文现场调查某厂用3Cr2W8V钢制热锻模具,锻造材料为25钢的齿状零件。模具加工时,发现锻件硬度较高,为了便于加工,将模具进行过一次降低硬度退火,但温度和时间已无纪录。加工后的模具在淬火过程中听到模具开裂声音,随即停止冷却,放在630℃回火炉中回火,回火时裂纹继续扩展使模具成为多个碎块(见图2a,b)。由于发现模具开裂,中止继续回火。

02具体方案Thespecificplan具体方案建立具体分析思路和工作程序

按三种情况,建立具体分析思路和工作程序:

(1)材质分析

(2)力学性能分析

(3)断口分析

(4)分析论证开裂原因

(5)结论

具体方案失效分析的初步判断

模具在热处理时开裂的原因分析,主要有三种情况可能造成失效:材料化学成分错误,加热温度过高,原始材料组织有缺陷(如组织粗大、碳化物或杂质分布不均匀)

03分析过程Theanalysisprocess分析过程(1)原材料化学成分分析结果

在模具上取样,测定模具的化学成分(wt%)如表1.与GB1299-85相比,其化学成分符合国标要求。

分析过程(2)力学性能分析结果

测定锻件的硬度为28～30HRC,模具淬火、回火后的表层硬度为40～41HRC,心部硬度为47～48HRC

分析过程(3)断口分析结果

宏观断口观察模具表层为细瓷状脆性断口,约30mm厚。模具断口心部呈粗晶状脆性断口形貌,从模具心部有向外放射的山脊状的花纹(见图2b),呈脆性断裂特征。

分析过程(3)断口分析结果

微观断口采用扫描电镜检查,模具心部有明显的解理断裂台阶,属穿晶断裂特征。显微组织分析结果:采用金相显微镜观察模具表层晶粒等级为6级。模具心部晶粒等级为1级(图3a)。并观察到碳化物呈带状分布(图3b)

分析过程(4)分析论证开裂原因

失效模具表层为细瓷状断口,组织晶粒细小,属于正常的淬火组织。失效模具断口心部呈粗晶状断口形貌,有脆性断裂特征;奥氏体晶粒粗大,属于明显的加热过热现象。

04研究结论RESEARCHCONCLUSION30%0%研究结论分析认为:在加工模具时,现场发现锻件的硬度偏高,曾经进行一次降低硬度退火,但退火保温时间不够,仅使表层重结晶细化,因此出现了表层的细晶粒和细瓷状断口。由于模具心部未热透,淬火加热出现组织遗传现象,形成粗大奥氏体晶粒,冷却时受组织应力和热应力的双重作用,形成裂纹源,裂纹扩展导致表面开裂。碳化物严重带状分布(图3b)说明锻造不充分

30%0%研究结论分析认为:热锻模开裂属于锻造存在严重组织缺陷,即粗大的奥氏体晶粒(锻造过热组织)和严重的碳化物带状分布,锻造起始温度

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