1. Rachaduras longitudinais
As fissuras são axiais, finas e de formato longo. Quando o molde é totalmente temperado, ou seja, temperado sem centro, o núcleo se transforma em martensita temperada com maior volume específico, gerando tensão de tração tangencial. Quanto maior o teor de carbono do aço do molde, maior será a tensão de tração tangencial gerada. Quando a tensão de tração Quando o limite de resistência do aço é excedido, fissuras longitudinais se formarão. Os seguintes fatores intensificam a ocorrência de trincas longitudinais: (1) O aço contém uma grande quantidade de impurezas prejudiciais de baixo ponto de fusão, como S, P, Sb, Bi, Pb, Sn, As, etc., e o lingote de aço é severamente segregado longitudinalmente ao longo da direção de laminação durante a laminação. , é fácil fazer com que a concentração de tensões forme fissuras de têmpera longitudinais, ou as fissuras longitudinais formadas pelo resfriamento rápido da matéria-prima após a laminação não são processadas e retidas no produto, fazendo com que as fissuras de têmpera finais se expandam e formem fissuras longitudinais; (2) O tamanho do molde está dentro da faixa de tamanho sensível à trinca de têmpera do aço. É provável que se formem trincas longitudinais quando o meio de resfriamento de têmpera é selecionado (o tamanho perigoso para trincas de têmpera é 8-15mm para aço carbono para ferramentas e 25-40mm para aços de média e baixa liga) ou quando o agente de têmpera selecionado O meio de resfriamento excede em muito a taxa crítica de resfriamento de têmpera do aço.
Medidas preventivas: (1) Inspecionar rigorosamente as matérias-primas ao entrar no armazém e não colocar em produção produtos siderúrgicos com teor de impurezas prejudiciais; (2) Tente usar aço para molde de fundição a vácuo, refino fora do forno ou refusão por eletroescória; (3) Melhorar o processo de tratamento térmico e usar aquecimento a vácuo, aquecimento de atmosfera protetora e aquecimento de banho de sal de desoxidação suficiente e têmpera graduada e têmpera isotérmica; (4) mudança de têmpera não intencional para têmpera intencional, ou seja, têmpera incompleta, obtenção de uma estrutura de bainita inferior forte e resistente e outras medidas, reduzindo significativamente a tensão de resistência à tração, o que pode efetivamente evitar fissuras longitudinais e distorção de têmpera do molde.
2. Rachaduras transversais
As características da fissura são perpendiculares à direção axial. Em moldes não endurecidos, existe um grande pico de tensão de tração na transição entre a zona endurecida e a zona não endurecida. Quando um molde grande é resfriado rapidamente, um grande pico de tensão de tração é facilmente formado. Porque a tensão axial formada é maior que a tensão tangencial, resultando em tensão lateral. rachadura. S, P. no módulo de forjamento. Segregação lateral de impurezas nocivas com baixos pontos de fusão, como Sb, Bi, Pb, Sn, As, etc. ou fissuras microscópicas transversais no módulo, que se expandem para formar fissuras transversais após a têmpera.
Medidas preventivas: (1) O módulo deve ser razoavelmente forjado. A relação entre o comprimento da matéria-prima e o diâmetro, ou seja, a relação de forjamento, está preferencialmente entre 2 e 3. O forjamento de mudança de direção em forma de cruz dupla é usado para forjamento e é forjado com cinco recalques, cinco desenhos e múltiplos fogos para fazer o aço no centro. Os carbonetos e as impurezas são finos e pequenos, distribuídos uniformemente na matriz do aço, e a estrutura da fibra forjada é distribuída não direcionalmente ao redor da cavidade, o que melhora muito as propriedades mecânicas transversais do módulo e reduz e elimina fontes de tensão; (2) Escolha a taxa de resfriamento e o meio de resfriamento ideais: Resfriamento rápido acima do ponto Ms do aço, maior que a taxa crítica de resfriamento de têmpera do aço, a tensão gerada pela austenita super-resfriada no aço é a tensão térmica, a camada superficial é a tensão de compressão, e a camada interna é a tensão de tração, anulando-se mutuamente, evitando efetivamente a tensão térmica. Rachaduras são formadas e resfriadas lentamente entre Ms-Mf do aço, o que reduz bastante a tensão organizacional ao formar martensita temperada. Quando a soma da tensão térmica e da tensão correspondente no aço é positiva (tensão de tração), é fácil resfriar e rachar. Quando é negativo, não é fácil extinguir e rachar. Fazer pleno uso da tensão térmica, reduzir a tensão de mudança de fase e controlar a soma das tensões como negativa pode efetivamente evitar a ocorrência de trincas transversais de têmpera. O meio de têmpera orgânico CL-1 é um agente de têmpera ideal, que pode reduzir e evitar a distorção do molde de têmpera e controlar a distribuição razoável da camada endurecida. Ao ajustar as diferentes proporções de concentração do agente de têmpera CL-1, diferentes taxas de resfriamento podem ser obtidas e a distribuição necessária da camada endurecida pode ser obtida para atender às necessidades de diferentes aços para moldes.
3. Rachaduras de arco
Muitas vezes ocorre em mudanças repentinas de forma, como cantos do molde, entalhes, furos e falhas na fiação da matriz. Isso ocorre porque a tensão gerada nas bordas e cantos durante a têmpera é 10 vezes a tensão média na superfície lisa. Além disso, (1) quanto maior o teor de carbono (C) e o teor de elementos de liga no aço, menor será o ponto Ms do aço. Se o ponto Ms diminuir em 2 graus, a tendência de fissuração por têmpera aumentará em 1,2 vezes. Se o ponto Ms diminuir em 8 graus, a tendência de trincamento por têmpera aumentará. A tendência aumenta 8 vezes; (2) A transformação de diferentes estruturas em aço e a transformação da mesma estrutura não são simultâneas. Devido à tolerância específica de diferentes estruturas, são causadas enormes tensões estruturais, resultando na formação de fissuras em forma de arco na junção das estruturas; (3) Falha na resposta a tempo após a têmpera Fogo, ou revenido insuficiente, a austenita retida no aço não é totalmente transformada e permanece no estado de serviço, promovendo redistribuição de tensões, ou a austenita retida sofre transformação martensítica para gerar novas tensões internas quando o molde está em serviço. Quando a tensão abrangente for maior que o limite de resistência do aço, formar-se-ão fissuras em forma de arco; (4) Possui o segundo tipo de aço frágil e temperado. Após a têmpera, ele é revenido em alta temperatura e resfriado lentamente, fazendo com que compostos de impurezas prejudiciais, como P e S, no aço, precipitem ao longo dos limites dos grãos, reduzindo bastante a força de ligação dos limites dos grãos e a forte tenacidade aumentam a fragilidade e formam arco- fissuras moldadas sob a ação de forças externas durante o serviço.
Medidas preventivas: (1) Melhorar o projeto, tentar tornar a forma o mais simétrica possível, reduzir as mutações da forma, adicionar furos de processo e nervuras de reforço ou usar montagem combinada; (2) Substitua ângulos retos e arestas vivas por cantos arredondados, substitua furos cegos por furos passantes e melhore a precisão do processamento e o acabamento superficial, reduza as fontes de concentração de tensão. Geralmente, os requisitos de dureza não são altos para ângulos retos inevitáveis, arestas vivas, furos cegos, etc. Fio de ferro, corda de amianto, lama refratária, etc. Permitir que seja resfriado e temperado lentamente para evitar concentração de tensões e evitar a formação de trincas em forma de arco durante a têmpera; (3) O aço temperado deve ser revenido a tempo de eliminar parte da tensão interna de têmpera e evitar que a tensão de têmpera se expanda; (4) O revenido por um longo período de tempo pode melhorar a resistência do molde. Valor de resistência à fratura; (5) Revenido completo para obter microestrutura e propriedades estáveis; (6) Revenimento múltiplo para transformar completamente a austenita retida e eliminar novas tensões; (7) Revenido razoável para melhorar a resistência à fadiga das peças de aço e propriedades mecânicas abrangentes. Propriedades mecânicas; (8) Para moldes de aço com fragilidade de revenido tipo II, ele deve ser resfriado rapidamente (resfriamento a água ou resfriamento a óleo) após revenido em alta temperatura, o que pode eliminar a fragilidade de revenido tipo II e prevenir e evitar a formação de trincas de arco durante a têmpera.
4. Descascando rachaduras
Quando o molde está em serviço, sob a ação do estresse, a camada endurecida e temperada se desprende da matriz de aço, pedaço por pedaço. Como os volumes específicos do tecido superficial e do tecido central do molde são diferentes, tensões de têmpera axiais e tangenciais são formadas na superfície durante a têmpera, e tensão de tração é gerada na direção radial, que muda repentinamente para dentro. As rachaduras de descascamento ocorrem em áreas estreitas onde a faixa de mudanças rápidas de tensão é estreita, o que geralmente ocorre em Durante o processo de resfriamento do molde de tratamento térmico químico de superfície, a expansão martensítica de têmpera das camadas interna e externa não ocorre ao mesmo tempo devido à sincronicidade entre a modificação química da camada superficial e a transformação de fase da matriz de aço, resultando em uma grande tensão de transformação de fase, fazendo com que a camada de infiltração tratada quimicamente se separe da estrutura da matriz. Faixa. Tal como camada de endurecimento de superfície de chama, camada de endurecimento de superfície de alta frequência, camada de cementação, camada de carbonitretação, camada de nitretação, camada de boronização, camada de metalização, etc. é aquecido abaixo de 300 ° C e é aquecido rapidamente, causará a formação de tensão de tração na camada superficial, enquanto o núcleo da matriz de aço e a camada de transição formarão tensão de compressão. Quando a tensão de tração é maior que a tensão de compressão, isso fará com que a camada quimicamente penetrada seja separada e removida.
Medidas preventivas: (1) A concentração e a dureza da camada de aço do molde infiltrada quimicamente devem ser gradualmente reduzidas da superfície para o interior para aumentar a força de ligação entre a camada infiltrada quimicamente e a matriz. O tratamento de difusão após a infiltração pode fazer a transição entre a camada quimicamente infiltrada e a matriz uniforme; (2) Molde Antes do tratamento químico do aço, recozimento por difusão, recozimento esferoidizante e têmpera e revenido são realizados para refinar totalmente a estrutura original, o que pode efetivamente prevenir e evitar a ocorrência de rachaduras e garantir a qualidade do produto.
5. Rachaduras na rede
A profundidade das fissuras é rasa, geralmente cerca de 0.01-10,5 mm de profundidade, irradiando, também conhecidas como fissuras. Os principais motivos são: (1) A matéria-prima possui uma camada de descarbonetação profunda que não é removida pelo corte a frio, ou o molde acabado é aquecido em forno com atmosfera oxidante para causar descarbonetação oxidativa; (2) A estrutura metálica da camada superficial descarbonetada do molde é diferente da martensita da matriz de aço. Diferentes teores de carbono e diferentes volumes específicos produzem grandes tensões de tração quando a camada superficial descarbonetada do aço é temperada. Portanto, o metal da superfície é frequentemente puxado para uma rede ao longo dos limites dos grãos; (3) A matéria-prima é aço de granulação grossa e a estrutura original é grosseira. Existem grandes pedaços de ferrita que não podem ser eliminados pela têmpera convencional e permanecem na estrutura temperada, ou o controle de temperatura é impreciso, o instrumento falha, a estrutura superaquece, ou mesmo queima demais, os grãos ficam grossos, a força de ligação do limite do grão é perdido e o molde é temperado e resfriado. Quando os carbonetos de aço precipitam ao longo dos limites dos grãos da austenita, a resistência dos limites dos grãos é bastante reduzida, a tenacidade é baixa e a fragilidade é alta. Sob a ação da tensão de tração, o aço irá rachar em forma de rede ao longo dos limites dos grãos.
Medidas preventivas: (1) Rigorosa composição química das matérias-primas. Estrutura metalográfica e inspeção de detecção de falhas, matérias-primas não qualificadas e aço de granulação grossa não são adequados como materiais de molde; (2) Use aço de granulação fina e aço para forno elétrico a vácuo, verifique novamente a profundidade da camada descarbonetada da matéria-prima antes de colocá-la em produção, e a margem de usinagem de corte a frio deve ser maior que a camada descarbonetada. Profundidade da camada de carbono; (3) Desenvolver um processo de tratamento térmico avançado e razoável, usar instrumentos de controle de temperatura de microcomputador, a precisão do controle atinge 1,5 graus e calibrar regularmente os instrumentos no local; (4) Use fornos elétricos a vácuo, fornos com atmosfera protetora e sais totalmente desoxidados para o tratamento final de produtos de molde. Produtos de molde de aquecimento de forno de banho e outras medidas podem efetivamente prevenir e evitar a formação de rachaduras na rede.
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6. Rachaduras no tratamento a frio
A maioria dos aços para moldes são aços de liga de médio e alto carbono. Após a têmpera, ainda resta alguma austenita super-resfriada que não foi transformada em martensita e permanece no estado de uso como austenita retida, o que afeta o desempenho. Se for colocado abaixo de zero e continuar a esfriar, pode promover a transformação martensítica da austenita retida. Portanto, a essência do tratamento a frio é continuar a têmpera. A tensão de têmpera à temperatura ambiente e a tensão de têmpera a zero são sobrepostas. Quando a tensão de superposição excede o limite de resistência do material, formar-se-ão fissuras de tratamento a frio.
Medidas preventivas: (1) Coloque o molde em água fervente por 30-60 minutos antes do tratamento a frio após a têmpera, o que pode eliminar 15%-25% da tensão interna de têmpera e estabilizar a austenita retida, e então realizar tratamento convencional a frio a -60 grau, ou realizar tratamento criogênico de -120 grau, quanto mais baixa a temperatura, mais austenita retida será transformada em martensita, mas é impossível completar a transformação. Experimentos mostram que cerca de 2%-5% da austenita retida permanece e pode ser retida conforme necessário. Uma pequena quantidade de austenita retida pode relaxar o estresse e desempenhar um papel amortecedor. Como a austenita retida é macia e resistente, ela pode absorver parcialmente a forte energia de expansão da martensita e aliviar o estresse de transformação de fase; (2) Após o tratamento a frio, retire o molde e coloque-o no fogo. O aquecimento em água pode eliminar 40%-60% do estresse do tratamento a frio. Após o aquecimento à temperatura ambiente, deve ser temperado a tempo de eliminar ainda mais o estresse do tratamento a frio, evitar a formação de rachaduras no tratamento a frio, obter propriedades organizacionais estáveis e garantir que o produto do molde não sofra distorção durante o armazenamento e uso.
7. Esmerilar rachaduras
Muitas vezes ocorre durante o processo de moagem a frio do molde acabado após têmpera e revenido. A maioria das microfissuras formadas são perpendiculares à direção de retificação e têm cerca de {{0}}.05-1,0 mm de profundidade. (1) Pré-tratamento inadequado de matérias-primas, falha na eliminação total de carbonetos de bloco, rede e banda em matérias-primas e descarbonetação severa; (2) A temperatura final de aquecimento da têmpera é muito alta, ocorre superaquecimento, os grãos ficam grossos e mais resíduos são gerados Austenita; (3) A transformação de fase induzida por tensão ocorre durante a moagem, fazendo com que a austenita residual se transforme em martensita. A tensão estrutural é grande e, devido ao revenido insuficiente, permanece mais tensão de tração residual, o que é incompatível com o processo de retificação. A superposição de tensão na estrutura de corte, ou devido à alta velocidade de retificação, grande quantidade de avanço e resfriamento inadequado, faz com que o calor de retificação da superfície do metal suba acentuadamente até a temperatura de aquecimento de têmpera e, em seguida, o fluido de retificação esfria, resultando em têmpera secundária da superfície de retificação e várias tensões. Em resumo, se o limite de resistência do material for excedido, serão causadas rachaduras na superfície do metal.
Medidas preventivas: (1) Modificar a matéria-prima e realizar múltiplos processos de recalque e forjamento em forma de cruz dupla. Após quatro recalques e quatro desenhos, a estrutura de fibra forjada é distribuída simetricamente em forma de onda ao redor da cavidade ou eixo, e o calor residual de alta temperatura do último incêndio é aproveitado. A têmpera, seguida de revenido em alta temperatura, pode eliminar totalmente carbonetos maciços, reticulares, de fita e de corrente e refinar os carbonetos para níveis 2-3; (2) Desenvolver um processo avançado de tratamento térmico para controlar o álcali residual da têmpera final. O teor de estenita não excede o padrão; (3) Temperar a tempo após a têmpera para eliminar o estresse de têmpera; (4) Reduza adequadamente a velocidade de moagem, a quantidade de moagem e a taxa de resfriamento de moagem, o que pode efetivamente prevenir e evitar a formação de rachaduras de moagem.
8. Rachaduras no corte do fio
Esta trinca ocorre durante o processo de corte on-line do módulo temperado e revenido. Este processo altera o estado de distribuição do campo de tensão da camada superficial do metal, camada intermediária e núcleo. A tensão interna residual de têmpera perde o equilíbrio e se deforma, e uma grande tensão de tração aparece em uma determinada área. , essa tensão de tração atinge o limite de resistência do material do molde, causando sua explosão. A fissura é uma fissura de camada metamórfica rígida em forma de cauda de arco. Experimentos mostram que o processo de corte do fio é um processo de descarga local de alta temperatura e resfriamento rápido, que faz com que a superfície do metal forme uma camada solidificada de estrutura fundida dendrítica, produzindo uma tensão de tração de 600-900 MPa e um alto - estresse a camada branca de têmpera secundária com cerca de 0,03 mm de espessura. Razões para trincas: (1) Há segregação severa de metal duro nas matérias-primas; (2) Falha do instrumento, a temperatura de aquecimento de têmpera é muito alta e os grãos são grossos, o que reduz a resistência e tenacidade do material e aumenta a fragilidade; (3) A peça temperada não é revenida e revenida com o tempo. Fogo insuficiente, tensão interna residual excessiva e a superposição de novas tensões internas formadas durante o processo de corte do fio levam a trincas no corte do fio.
Medidas preventivas: (1) Inspeção rigorosa das matérias-primas antes do armazenamento para garantir que a composição estrutural das matérias-primas seja qualificada. Matérias-primas não qualificadas devem ser forjadas para quebrar os carbonetos para que a composição química, estrutura metalográfica, etc. atendam às condições técnicas antes de serem colocadas em produção. Antes do tratamento térmico do módulo, o produto acabado deve ser deixado com uma certa quantidade de moagem e depois temperado. Têmpera e corte de arame; (2) Verifique o instrumento antes de entrar no forno, use o controle de temperatura do microcomputador, a precisão do controle de temperatura é de 1,5 graus, forno a vácuo, aquecimento do forno com atmosfera protetora, evita estritamente o superaquecimento e a descarbonetação oxidativa; (3) Use têmpera graduada, têmpera isotérmica e revenido a tempo após a têmpera e vários revenidos podem eliminar totalmente o estresse interno e criar condições para o corte do fio; (4) Desenvolver um processo de corte de fio científico e razoável.
9. Fratura por fadiga
As fissuras microscópicas por fadiga formadas sob a ação repetida de tensões alternadas durante o serviço do molde expandem-se lentamente, levando a uma fratura súbita por fadiga. (1) As matérias-primas apresentam linhas capilares, pontos próprios, poros, frouxidão, inclusões não metálicas, segregação severa de carbonetos, estruturas em faixas e defeitos estruturais metalúrgicos maciços de ferrita livre, que destroem a continuidade da estrutura da matriz e formam irregulares concentrações de estresse. . 112 não é removido do lingote de aço, resultando na formação de manchas brancas durante a laminação. Existem impurezas prejudiciais como Sb, Bi, Pb, Sn, As, S e P no aço. P no aço pode facilmente causar fragilidade a frio, enquanto s pode facilmente causar fragilidade a quente. O excesso de impurezas prejudiciais de S e P pode facilmente formar fontes de fadiga; (2) A camada de penetração química é muito espessa, a concentração é muito alta, a camada de penetração é muito rasa, a camada de endurecimento é muito rasa e a dureza da zona de transição é baixa, etc., o que pode levar a um forte redução da resistência à fadiga do material; (3) Quando a superfície do molde é áspera, a precisão é baixa, o acabamento é ruim e marcas de faca, letras, arranhões, solavancos, corrosão, etc. também podem facilmente causar concentração de tensão e levar à fratura por fadiga.
Medidas preventivas: (1) Selecionar rigorosamente os materiais para garantir a qualidade e controlar o conteúdo de impurezas não metálicas de baixo ponto de fusão, como Pb, As, Sn e S, P, para não exceder o padrão; (2) Realizar a inspeção do material antes da produção, e matérias-primas não qualificadas não serão colocadas em produção; (3)) Escolha materiais com alta pureza, poucas impurezas, composição química uniforme e grãos finos. O aço refinado refundido por eletroescória com características de carbonetos pequenos, boas propriedades isotrópicas e alta resistência à fadiga é shotpeened e reforçado na superfície da superfície do molde e a camada de permeação química da superfície é modificada e reforçada para tornar a superfície do metal protendida e deslocada o molde. A tensão de tração gerada durante o serviço melhora a resistência à fadiga da superfície do molde; (4) melhora a precisão do processamento e a suavidade da superfície do molde; (5) melhora as propriedades estruturais da camada quimicamente permeável e da camada endurecida; (6) utiliza um microcomputador para controlar a espessura da camada quimicamente permeável, concentração e espessura da camada endurecida.
10. Fissuração por corrosão sob tensão
Essa rachadura ocorre frequentemente durante o uso. O molde metálico racha devido a reação química ou processo de reação eletroquímica, que causa danos e corrosão desde a superfície até a estrutura interna. Isto é corrosão sob tensão. Devido às diferentes estruturas do aço moldado após o tratamento térmico, as propriedades de resistência à corrosão também são diferentes. A estrutura mais resistente à corrosão é a austenita (A), a estrutura mais resistente à corrosão é a troostita (T), e a ordem é ferrita (F) - martensita (M) - perlita (P) - sorbita (S). Portanto, não é adequado obter o grupo T por tratamento térmico de aço para moldes.
Tecer. Embora o aço temperado tenha sido revenido, devido ao revenido insuficiente, a tensão interna de têmpera ainda existe mais ou menos. Novas tensões também serão geradas sob a ação de forças externas quando o molde estiver em serviço. Sempre que houver tensão no molde de metal, haverá tensão. Ocorrem rachaduras por corrosão.
Medidas preventivas: (1) Após a têmpera, o aço do molde deve ser revenido a tempo, totalmente revenido e revenido várias vezes para eliminar a tensão interna da têmpera; (2) Após a têmpera, o aço do molde geralmente não deve ser revenido a 350-400~C devido à estrutura T. Muitas vezes ocorre nesta temperatura, e o molde com estrutura T deve ser reprocessado. O molde deve ser à prova de ferrugem para melhorar a resistência à corrosão; (3) O pré-aquecimento a baixa temperatura deve ser realizado antes do molde para trabalho a quente ser colocado em serviço, e um pré-aquecimento a baixa temperatura deve ser realizado após o molde para trabalho a frio ter estado em serviço por um período. O revenido para eliminar o estresse pode não apenas prevenir e evitar a ocorrência de rachaduras por corrosão sob tensão, mas também aumentar significativamente a vida útil do molde. Mata dois coelhos com uma cajadada só e traz benefícios técnicos e econômicos significativos.
