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    用聲發(fā)射檢測(cè)(AE)技術(shù)確定熱處理AISI D2工具鋼的斷裂韌性
    發(fā)布者:河南感應(yīng)加熱設(shè)備有限公司  發(fā)布時(shí)間:2013-11-04 08:04:15  訪問(wèn)次數(shù):66

    AISID2冷作工具鋼廣泛用于對(duì)硬度、強(qiáng)度、耐磨性要求高的工具作業(yè)中,然而,通過(guò)回火處理來(lái)提高上述性能會(huì)對(duì)材料的斷裂韌性和顯微組織產(chǎn)生相應(yīng)的影響。另一方面,由于合金含量高,AISID2鋼本身就具有高的強(qiáng)度,但韌性相對(duì)來(lái)說(shuō)比較差。

    就材料斷裂過(guò)程的實(shí)時(shí)監(jiān)控而言,聲發(fā)射檢測(cè)(AE)被認(rèn)為是一種理想的“診斷”工具。

    為了研究回火工藝對(duì)AISID2工具鋼的斷裂機(jī)理和斷裂韌性的影響,并探索用聲發(fā)射檢測(cè)(AE)確定斷裂韌性值的新技術(shù),伊朗Amirkabir技術(shù)大學(xué)機(jī)械工程系的冶金學(xué)者用AE技術(shù)對(duì)AISID2冷作工具鋼的斷裂韌性進(jìn)行了研究。

    他們分別按照傳統(tǒng)的和兩種經(jīng)改良過(guò)的AE方法(即AECR、AEER法)來(lái)確定材料的斷裂韌性值。將AISID2冷作工具鋼在五種不同的條件下(奧氏體化+在0、300、450、525和575℃回火)進(jìn)行熱處理,然后用標(biāo)準(zhǔn)的金相檢驗(yàn)、硬度試驗(yàn)和拉伸試驗(yàn)來(lái)檢驗(yàn)其物理性能。按照ASTME399標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行沖擊試驗(yàn),并用聲發(fā)射檢測(cè)(AE)技術(shù)來(lái)確定冷作工具鋼的斷裂韌性。研究結(jié)果如下:

    1)斷裂韌性試驗(yàn)顯示,沒(méi)有一個(gè)回火試樣會(huì)出現(xiàn)最低的斷裂韌性值;回火溫度提高導(dǎo)致回火馬氏體的相變,從而使應(yīng)變斷裂韌性值升高;在525℃時(shí)發(fā)現(xiàn)斷裂韌性值略有下降,這可能是由于殘余奧氏體在較高溫度下發(fā)生了眾所周知的二次硬化引起的。

    2)由于不同的斷裂機(jī)理,在斷裂韌性試驗(yàn)中,隨著載荷的不斷增加,觀察到了3個(gè)AE曲線區(qū)域:在第一個(gè)區(qū)域,試樣仍舊處于彈性狀態(tài),只出現(xiàn)了AE峰值的略微下降;當(dāng)載荷增加至一定值,出現(xiàn)了AE峰值急劇變化的第二個(gè)區(qū)域,在這個(gè)區(qū)域中試樣出現(xiàn)了微裂紋且出現(xiàn)了裂紋的擴(kuò)展;在第三個(gè)區(qū)域中裂紋迅速擴(kuò)展,并出現(xiàn)了高分貝信號(hào),隨即試樣完全斷裂。

    3)在斷裂韌性試驗(yàn)中,影響材料力學(xué)性能的回火工藝對(duì)AE值的影響最為顯著,除了525℃以外,隨著回火溫度的提高,平均計(jì)數(shù)值、能量、振幅及峰值頻率均下降。

    4)回火AISID2鋼的斷裂是一種延性纖維化和脆性開(kāi)裂的組合破壞。除了525℃以外,在回火過(guò)程中,隨著回火溫度的升高,當(dāng)出現(xiàn)二次硬化時(shí),斷裂韌性值上升,延性纖維斷裂的碎片增加。

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