模具材料疲勞斷裂的原因

No.1 疲勞與開裂的概念 

1. 疲勞：金屬資料在應(yīng)力或應(yīng)變的重復(fù)效果下產(chǎn)生的性能改變稱為疲憊。

   
   

2. 2.疲勞開裂：資料承受交變循環(huán)應(yīng)力或應(yīng)變時(shí)，引起的部分結(jié)構(gòu)改變和內(nèi)部缺陷的不斷地發(fā)展，使資料的力學(xué)性能下降，最終導(dǎo)致產(chǎn)品或資料的完全開裂，這個(gè)過程稱為疲憊開裂，也可簡稱為金屬的疲憊。引起疲憊開裂的應(yīng)力一般很低，疲憊開裂的產(chǎn)生，往往具有突發(fā)性、高度部分性及對(duì)各種缺陷的敏感性等特色。

   
   

3. No.2 疲勞開裂的分類 1.高周疲憊與低周疲憊 如果效果在零件或構(gòu)件的應(yīng)力水平較低，損壞的循環(huán)次數(shù)高于10萬次的疲憊，稱為高周疲憊。例如繃簧、傳動(dòng)軸、緊固件等類產(chǎn)品一般以高周疲憊見多。 效果在零件構(gòu)件的應(yīng)力水平較高，損壞的循環(huán)次數(shù)較低，一般低于1萬次的疲憊，稱為低周疲憊。例如壓力容器，汽輪機(jī)零件的疲憊損壞歸于低周疲憊 。 2.應(yīng)力和應(yīng)變剖析 應(yīng)變疲憊——高應(yīng)力，循環(huán)次數(shù)較低，稱為低周疲憊； 應(yīng)力疲憊——低應(yīng)力，循環(huán)次數(shù)較高，稱為高周疲憊。 復(fù)合疲憊，但在實(shí)際中，往往很難區(qū)分應(yīng)力與應(yīng)變類型，一般情況下二種類型兼而有之，這樣稱為復(fù)合疲憊。 3.按照載荷類型分類 彎曲疲憊、改變疲憊、拉壓疲憊、觸摸疲憊、振動(dòng)疲憊、微動(dòng)疲憊。

   
   

4. No.3 疲勞開裂的特征 微觀：裂紋源→擴(kuò)展區(qū)→瞬斷區(qū)。 裂紋源：外表有凹槽、缺陷，或許應(yīng)力集中的區(qū)域是產(chǎn)生裂紋源的前提條件。 疲憊擴(kuò)展區(qū)：斷面較平坦，疲憊擴(kuò)展與應(yīng)力方向相垂直，產(chǎn)生顯著疲憊弧線，又稱為海灘紋或貝紋線。 瞬斷區(qū)：是疲憊裂紋敏捷擴(kuò)展到瞬間開裂的區(qū)域，斷口有金屬滑移痕跡，有些產(chǎn)品瞬斷區(qū)有放射性條紋并具有剪切唇區(qū)。 微觀：疲憊開裂典型的特征是呈現(xiàn)疲憊輝紋。 一些微觀試樣中還會(huì)呈現(xiàn)解理與準(zhǔn)解理現(xiàn)象（晶體學(xué)上的稱號(hào)，在微觀顯象上呈現(xiàn)的小平面），以及韌窩等微觀區(qū)域特征。

   
   

5. No.4 疲勞開裂的特色

   （1）開裂時(shí)沒有顯著的微觀塑性變形，開裂前沒有顯著的預(yù)兆，往往是突然性的產(chǎn)生，使機(jī)械零件產(chǎn)生的損壞或開裂的現(xiàn)象，損害十分嚴(yán)重。

   （2）引起疲憊開裂的應(yīng)力很低，往往低于靜載時(shí)屈從強(qiáng)度的應(yīng)力負(fù)荷。

   （3）疲憊損壞后，一般可以在斷口處能清楚地顯示出裂紋的產(chǎn)生、擴(kuò)展和最后開裂的三個(gè)區(qū)域的組成部分。