L'analisi di fallimentu di u Mouldu di pressofusione in Acciaio H13

Usendu u microscopiu otticu, u microscopiu elettronicu à scansione, u tester di durezza, a macchina di prova d'impattu, ecc., Sò state analizate e prime cause di fallimentu di a pressofusione in acciaio H13 per a furmazione di leghe d'aluminiu. I risultati mostranu chì u modu di fallimentu di a muffa hè in generale una frattura fragile. U mutivu principale hè chì ci sò più gravi difetti strutturali cume a segregazione di e bande, l'inclusioni non metalliche, è u carburu liquidu in l'acciau stampatu. In listessu tempu, u prucessu di trattamentu termicu ùn hè micca ragiunevule; E fessure non metalliche si formanu intornu à l'inclusioni è i carburi liquefatti sottu à l'azzione di u stress termicu è di a forza meccanica. A segregazione di a banda è u prucessu di trattamentu termicu irragionevuli riducenu a durezza di l'impattu di u stampu, facenu chì e crepe si propaganu rapidamente, è in definitiva portanu à u primu fallimentu di u stampu.

L'acciaiu H13 hè attualmente u travagliu caldu u più adupratu in acciaio. A causa di a so forza è durezza elevate à alta temperatura, hà una bona durezza, prestazioni di fatica termica è certa resistenza à l'usura in cundizioni di temperatura media, è pò resiste à a corrosione di u metallu fusu. , Spessu adupratu per fà stampi à pressofusione.

Durante l'usu, a muffa di pressofusione deve suppurtà l'impattu è a tensione di compressione di u metalu fusu à alta temperatura, è ancu di suppurtà a tensione di trazione generata da a compressione di u metallo di pressofusione durante a demolding. A situazione di stress hè più cumplicata, è u prucessu di usu hè spessu per via di crepe termiche è di Fallimentu generale per via di frattura fragile, corrosione o erosione.

Ci sò parechji fattori chì causanu fallimentu di pressofusione. Hè difficiule di determinà currettamente a causa di u fallimentu. Inoltre, a qualità di l'acciau H13 produttu da i pruduttori naziunali hè irregulare è u prucessu di trattamentu termicu ùn hè micca ragiunevule. Questu porta assai à l'analisi di fallimentu di die-casting die. difficiule.

Una pianta metallurgica hà adupratu stampi di pressofusione in lega d'aluminiu in acciaio H13, è solu pruduce più di 100 prudutti. U muffu hè statu rottu in tuttu dopu chì u tempu d'usu era menu di un ghjornu, ciò chì hà causatu certe perdite ecunomiche à a pianta. Per truvà a ragione di u fiascu di u stampu di pressofusione in acciaio H13, l'autore hà fattu
Analisi di fallimentu.

Difetti organizzativi

Ci sò evidenti difetti di segregazione di banda in a struttura annerita di l'acciaiu in biancu. A segregazione di bande hè un tipu di segregazione di cumpusizione chimica. Quandu u lingottu d'acciaiu hè forghjatu è laminatu, a segregazione dendritica furmata durante u prucessu di solidificazione hè rotulata è allungata per furmà una zona di segregazione. Durante a ricottura, u carburu precipita longu a zona di segregazione per formà una banda cù diversi gradi di densità. Segregazione. A segregazione di bande hè l'indicatore u più simplice è impurtante per misurà u gradu di segregazione di l'acciau H13. Pò riflette a segregazione di elementi di lega è dendriti in a struttura di lingotti d'acciaiu è se u prucessu di travagliu caldu hè adeguatu. Hà un impattu significativu nantu à a durezza di l'impattu trasversale di l'acciau. Dunque, u standard NADCA # 2007-2003 stabilisce chiaramente u livellu accettabile di a struttura ricotta è a segregazione di banda di l'acciaiu H13. A segregazione di a banda hà una grande influenza nantu à a struttura è e pruprietà dopu à u stanciu. Dopu à u stanciu, a struttura di martensite à bassu carbonu hè furmata in a zona povera di carbonu, è a struttura di martensite in criptone à altu carbonu hè furmata in a zona ricca di carbonu, chì hè finalmente ereditata. Statu temperatu. A segregazione di a banda di l'azzaru fallutu hè grave è a struttura hè assai irregulare, chì influenza seriamente a durezza trasversale di a matrice.

Inclusioni non metalliche è carburi liquefatti in a zona di segregazione. I studii anu signalatu chì u riscaldamentu è a diffusione di u lingottu ponu riduce a segregazione di l'elementi, ma per l'acciau H13, a segregazione hè difficiule da eliminà cumpletamente, è una volta apparsu in a zona di segregazione Un gran numeru d'inclusioni non metalliche è di carburi liquefatti riduce ancu a durezza di l'impattu trasversale di l'acciau. Questa hè ancu una basa impurtante per distingue se u livellu di segregazione di banda hè qualificatu o micca in NADCA # 2007-2003. Sicondu i risultati di i testi, a purezza di l'acciau di stampa hè bassa, è a zona di segregazione cuntene un gran numeru di inclusioni non metalliche. Frà elle, e grandi inclusioni di particelle DS Al 2 O 3 anu righjuntu u livellu di 2.0, chì danneghja seriamente a continuità di a matrice. , Sottu à l'azzione di a forza esterna, e crepe si formanu facilmente. A forza di l'acciau diminuisce cù l'aumentu di u numeru di inclusioni, è più grande hè a dimensione di l'inclusioni, più grande hè l'impattu nantu à a durezza. I carburi liquefati sò blocchi grossi è cuntinui in u lingottu d'acciaiu H13, chì sò rotti dopu a forgia è distribuiti in catene longu à a direzzione di forgia. U prucessu di trattamentu termicu cunvinziunale ùn hà fondamentalmente alcun effettu nant'à a distribuzione è a morfologia di i carburi liquefatti. Dunque, a distribuzione simile à a catena di i carburi liquefatti si pò sempre vede in a zona in forma di cintura di a struttura temperata. Simile à l'inclusioni, i carburi liquefatti ponu aumentà a fragilità di l'acciaiu per via di a so propria frattura o separazione da l'interfaccia di a matrice. Inoltre, i carburi lucali simili à a catena à angulu tagliente ponu facilmente causà concentrazione di stress è microcracche. A distribuzione cuncentrata di inclusioni non metalliche è di carburi liquefatti, da una parte, affetta seriamente a durezza trasversale di l'acciaiu, è da l'altra parte, hè faciule di formà fonti di crepa durante l'usu.

A durezza di a muffa hè troppu alta

Si pò vede da i risultati di i test di durezza chì a durezza di u muffu fallitu hè più altu chè a gamma di durezza raccomandata di NADCA # 2007-2003, è a distribuzione hè irregulare. Sicondu a curva di rinfrescamentu è di rinfrescamentu di l'acciau H13, si pò vede chì a temperatura di calata eccessivamente alta o a bassa temperatura di rinfrescamentu pò fà chì a durezza di l'acciau H13 sia più alta, è chì a temperatura insufficiente pò causà una distribuzione irregulare di durezza di u muffa. A muffa pò avè una alta durezza dopu à u stanciu è à a rinfrescazione per via di un funziunamentu impropriu o di un cuntrollu di a temperatura di u fornu durante u prucessu di trattamentu termicu, chì affetta ancu più a durezza di l'impattu di u muffa, è infine face a microstruttura in un statu instabile è un stress internu residuale eccessivu. Grande, faciule da crepà quandu a forza esterna agisce, causendu un primu fiascu di a muffa.

Prucessu di fallimentu

Durante l'usu, a muffa di pressofusione deve suppurtà l'impattu è u stress cumpressivu di u metallu fusu ad alta temperatura, è ancu u stress di trazione generatu da a cumpressione di u metale pressofuso durante a demolding, è l'ambiente di serviziu hè relativamente duru. Si pò vede da i risultati di e prove chì un gran numeru d'inclusioni è di carburi liquefatti sò cuncentrati vicinu à a fonte di crepa in superficie. Ci sò differenze in l'elasticità, a plasticità è u coefficiente di espansione termica di l'inclusioni è di i carburi liquefatti da a matrice. Quandu u stress termicu è a forza meccanica sò applicate ripetutamente, a concentrazione di stress hè facilmente formata intornu à l'inclusioni è i carburi liquefatti, è eventualmente si verificanu microcrack. A causa di a poca tenacità di l'acciaiu di stampa, quandu si formanu i microcrack, a matrice ùn hà micca abbastanza durezza per impedisce a propagazione di crepe. Quandu u stress supera a so forza di frattura, hè faciule fà pruvucà crepe per penetrà a fossa, pruvucendu a fossa à crepà è esse scartata. Da questu, pò esse ghjudicatu chì l'inclusioni non metalliche è i carburi depositati in liquidu in l'acciaiu di morte anu causatu micro-crepe precoci nantu à a superficie di a morsa, è a tenacità estremamente bassa di l'acciaiu di morte hà fattu chì e fessure si propagassinu rapidamente, chì hè una causa impurtante di morre cracking.

Misure di miglioramentu

Sicondu l'analisi sopra, per l'acciau H13 è u so prucessu di trattamentu termicu,
I seguenti miglioramenti sò stati fatti:

• L'acciaiu H13 adotta un prucessu di fusione di l'elettroslag per migliurà a purezza di l'acciau è riduce u cuntenutu di l'inclusioni non metalliche; cuntrolla a velocità di fusione o aduprate altri prucessi di fusione per cuntrullà a dimensione è a quantità di carburu liquidu.
• Attraversu a ricusazione di diffusione à alta temperatura è a fucinatura multidirezionale ripetuta cun grande ratio di forgia, a segregazione di a banda hè migliorata è u carburu liquidu hè riduttu.
• I parametri di u prucessu di trattamentu termicu di a muffa devenu esse strettamente cuntrullati per assicurà chì a durezza generale di a muffa sia in u rughjone specificatu.

Discussione Nodu

• A frattura di a muffa hè frattura fragile. A ragione hè chì ci hè una segregazione di banda relativamente seria in a microstruttura di l'acciau à matrice, è ci sò più inclusioni non metalliche è carburi liquidi in a zona di segregazione, più nimu Un prucessu di trattamentu termicu ragiunevule face chì a durezza generale di u muffa sia più altu. L'effettu cumbinatu di sti fattori risulta in a tenacità di l'impattu estremamente bassa di a muffa.
• L'inclusioni non metalliche in l'acciaiu di stampa è a vicinanza di u carburu liquidu sò facili da formà micro-fessure precoci, è a tenacità estremamente bassa di l'acciaiu di murtazione face chì e fessure si propaganu rapidamente, è infine u morsu generale sia rottu.
• In a futura pruduzzione, a fabbrica hà sceltu l'acciaiu di stampa H13 di alta qualità è hà cuntrullatu strettamente i parametri di u prucessu di trattamentu termicu. A vita di serviziu di a matrice hè stata significativamente migliorata. Ùn sò state viste grandi fessure attraversu dopu à a fusione di 10 000 pezzi.

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