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模具鋼材“白點”的概念及形成白點的原因

模具鋼材“白點”的概念及形成白點的原因

“白點”又稱發(fā)裂,多出現在大型模具鋼材鍛件的最大截面上,大致從中心到表面距離的一半處,有時也沿熱變形的方向分布。在縱向斷口上它呈現為銀白色圓盤形或橢圓形斑點,其直徑一般在5~10㎜,鍛件的橫斷面經磨光酸蝕后,白點則呈現輻射狀分布,或不規(guī)則狀分布的、微細的鋸齒形裂紋。白點對零件的力學性能有重要的影響,降低了鋼的塑性,為機械零件最危險的內部缺陷,它的存在導致零件在使用中斷裂,通常采用超聲波探傷。

白點的形成與鍛件鍛后或退火后的冷卻速度有關,在熱加工后冷卻較快,在一定溫度范圍內(200℃~室溫)形成的,個別在熱加工后空氣中停留或淬火后出現。鍛件的尺寸較大,鍛后空冷快,鋼中的氫來不及逸出,而導致鍛件的開裂。

一般認為析氫和組織應力是形成白點的原因,首先是鋼中的氫在鋼液中的溶解度大,在冷卻時隨著溫度的降低而減小。鋼鍛后空冷時,氫原子以原子態(tài)析出,當大型鍛件冷卻較快時,原子態(tài)的氫原子會來不及擴散到表面而留在鋼中,并富集而形成顯微空隙,在晶粒邊界和夾雜物附近,分子氫會產生巨大的內應力,此時塑性差和脆性大。資料介紹鋼液中含氫量為2ml/100g,在200℃以下,由于氫原子的聚集和鋼的收縮,www.syfukang.com內部會產生1000個大氣壓的內應力。組織應力則存在于枝晶偏析,在晶軸處的合金元素貧乏,而在晶軸間比較富集,在二者之間材料的相變過程無法同時發(fā)生,則形成了內應力。截面越大,鍛后冷卻速度快,鋼中碳、鎳、錳和鉻等含量大的鋼種,其白點的敏感性越強。因此一般珠光體鋼對白點的敏感性小,而馬氏體鋼則敏感性大,通常奧氏體鋼、鐵素體鋼和萊氏體鋼,以及含碳量小于0.3%、錳含量低于0.6%的碳鋼不會形成白點。

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