1. Grietas longitudinales
Las grietas son axiales, delgadas y de forma larga. Cuando el molde está completamente templado, es decir, templado sin centros, el núcleo se transforma en martensita templada con el mayor volumen específico, generando tensión de tracción tangencial. Cuanto mayor sea el contenido de carbono del acero del molde, mayor será la tensión de tracción tangencial generada. Cuando la tensión de tracción se excede el límite de resistencia del acero, se formarán grietas longitudinales. Los siguientes factores intensifican la aparición de grietas longitudinales: (1) El acero contiene una gran cantidad de impurezas dañinas de bajo punto de fusión como S, P, Sb, Bi, Pb, Sn, As, etc., y el lingote de acero es severamente segregados longitudinalmente a lo largo de la dirección de laminación durante la laminación. , es fácil provocar que la concentración de tensiones forme grietas de enfriamiento longitudinales, o que las grietas longitudinales formadas por el rápido enfriamiento de la materia prima después del laminado no se procesen ni retengan en el producto, lo que hace que las grietas de enfriamiento finales se expandan y formen grietas longitudinales; (2) El tamaño del molde está dentro del rango de tamaño del acero sensible a las grietas por enfriamiento. Es probable que se formen grietas longitudinales cuando se selecciona el medio de enfriamiento de enfriamiento (el tamaño peligroso para las grietas de enfriamiento es 8-15 mm para acero al carbono para herramientas y 25-40 mm para acero de aleación media y baja) o cuando el medio de enfriamiento seleccionado El medio de enfriamiento excede en gran medida la velocidad crítica de enfriamiento del acero.
Medidas preventivas: (1) Inspeccionar estrictamente las materias primas al ingresar al almacén y no poner en producción productos de acero con contenido de impurezas nocivas; (2) Intente utilizar acero para moldes de fundición al vacío, refinado fuera del horno o refundición de electroescoria; (3) Mejorar el proceso de tratamiento térmico y utilizar calentamiento al vacío, calentamiento con atmósfera protectora y suficiente calentamiento por baño de sal de desoxidación y enfriamiento gradual y enfriamiento isotérmico; (4) cambiar el temple involuntario al temple intencional, es decir, temple incompleto, obtener una estructura de bainita inferior fuerte y resistente y otras medidas, reduciendo en gran medida la tensión de resistencia a la tracción, lo que puede evitar eficazmente el agrietamiento longitudinal y la distorsión por temple del molde.
2. Grietas transversales
Las características de la grieta son perpendiculares a la dirección axial. En moldes no endurecidos, hay un gran pico de tensión de tracción en la transición entre la zona endurecida y la zona no endurecida. Cuando un molde grande se enfría rápidamente, se forma fácilmente un gran pico de tensión de tracción. Porque la tensión axial formada es mayor que la tensión tangencial, lo que da como resultado una tensión lateral. grieta. S, P. en el módulo de forja. Segregación lateral de impurezas nocivas con puntos de fusión bajos como Sb, Bi, Pb, Sn, As, etc. o grietas microscópicas transversales en el módulo, que se expanden para formar grietas transversales después del enfriamiento.
Medidas preventivas: (1) El módulo debe estar razonablemente falsificado. La relación entre la longitud de la materia prima y el diámetro, es decir, la relación de forjado, es preferiblemente entre 2 y 3. La forja con cambio de dirección en forma de cruz doble se utiliza para forjar, y se forja con cinco recalcados, cinco dibujos y múltiples fuegos para hacer el acero en el centro. Los carburos y las impurezas son finos y pequeños, distribuidos uniformemente en la matriz de acero, y la estructura de fibra de forja se distribuye no direccionalmente alrededor de la cavidad, lo que mejora en gran medida las propiedades mecánicas transversales del módulo y reduce y elimina las fuentes de tensión; (2) Elija la velocidad de enfriamiento y el medio de enfriamiento ideales: enfriamiento rápido por encima del punto Ms del acero, mayor que la velocidad de enfriamiento crítica del acero, la tensión generada por la austenita sobreenfriada en el acero es tensión térmica, la capa superficial es tensión de compresión y la capa interna es tensión de tracción, anulándose entre sí, previniendo eficazmente la tensión térmica. Se forman grietas y se enfrían lentamente entre Ms-Mf del acero, lo que reduce en gran medida la tensión organizativa al formar martensita apagada. Cuando la suma de la tensión térmica y la tensión correspondiente en el acero es positiva (esfuerzo de tracción), es fácil de enfriar y agrietar. Cuando es negativo, no es fácil apagarlo ni agrietarlo. Hacer un uso completo de la tensión térmica, reducir la tensión de cambio de fase y controlar la suma de tensiones para que sea negativa puede evitar eficazmente la aparición de grietas transversales por enfriamiento. El medio de enfriamiento orgánico CL-1 es un agente de enfriamiento ideal, que puede reducir y evitar la distorsión del molde de enfriamiento y controlar la distribución razonable de la capa endurecida. Al ajustar las diferentes relaciones de concentración del agente de enfriamiento CL-1, se pueden obtener diferentes velocidades de enfriamiento y se puede obtener la distribución de la capa endurecida requerida para satisfacer las necesidades de diferentes aceros para moldes.
3. Grietas en arco
A menudo ocurre en cambios repentinos de forma, como esquinas del molde, muescas, orificios y rebabas del cableado del troquel. Esto se debe a que la tensión generada en los bordes y esquinas durante el enfriamiento es 10 veces la tensión promedio en la superficie lisa. Además, (1) cuanto mayor sea el contenido de carbono (C) y el contenido de elementos de aleación en el acero, menor será el punto Ms del acero. Si el punto Ms disminuye en 2 grados, la tendencia al agrietamiento por enfriamiento aumentará 1,2 veces. Si el punto Ms disminuye en 8 grados, aumentará la tendencia al agrietamiento por enfriamiento. La tendencia aumenta 8 veces; (2) La transformación de diferentes estructuras en acero y la transformación de la misma estructura no son simultáneas. Debido a la tolerancia específica de diferentes estructuras, se provoca una enorme tensión estructural, lo que resulta en la formación de grietas en forma de arco en la unión de las estructuras; (3) No responder a tiempo después de apagar el fuego, o revenido insuficiente, la austenita retenida en el acero no se transforma completamente y permanece en el estado de servicio, promoviendo la redistribución de la tensión, o la austenita retenida sufre una transformación martensítica para generar nueva tensión interna cuando el molde está en servicio. Cuando la tensión total es mayor que el límite de resistencia del acero, se formarán grietas en forma de arco; (4) Tiene el segundo tipo de acero templado quebradizo. Después del enfriamiento, se templa a alta temperatura y se enfría lentamente, lo que provoca que compuestos de impurezas nocivas como P y s en el acero precipiten a lo largo de los límites de grano, lo que reduce en gran medida la fuerza de unión de los límites de grano y la fuerte tenacidad aumentan la fragilidad y forman arcos. Grietas moldeadas bajo la acción de fuerzas externas durante el servicio.
Medidas preventivas: (1) Mejorar el diseño, intentar hacer la forma lo más simétrica posible, reducir las mutaciones de la forma, agregar orificios de proceso y nervaduras de refuerzo, o utilizar ensamblaje combinado; (2) Reemplace los ángulos rectos y los bordes afilados con esquinas redondeadas, reemplace los orificios ciegos con orificios pasantes y mejore la precisión del procesamiento y el acabado de la superficie para reducir las fuentes de concentración de tensión. Generalmente, los requisitos de dureza no son altos para ángulos rectos inevitables, bordes afilados, agujeros ciegos, etc. Se pueden usar alambre de hierro, cuerdas de asbesto, lodo refractario, etc. para envolver o rellenar para crear barreras de enfriamiento artificiales. Deje que se enfríe y enfríe lentamente para evitar la concentración de tensiones y evitar la formación de grietas en forma de arco durante el enfriamiento; (3) El acero templado debe templarse a tiempo para eliminar parte de la tensión interna de templado y evitar que la tensión de templado se expanda; (4) Templar durante un período de tiempo más largo puede mejorar la resistencia al moho. Valor de tenacidad a la fractura; (5) Templado completo para obtener una microestructura y propiedades estables; (6) Revenido múltiple para transformar completamente la austenita retenida y eliminar nuevas tensiones; (7) Revenido razonable para mejorar la resistencia a la fatiga de las piezas de acero y las propiedades mecánicas integrales. Propiedades mecánicas; (8) Para el acero para moldes con fragilidad por temple tipo II, debe enfriarse rápidamente (enfriamiento por agua o enfriamiento por aceite) después del templado a alta temperatura, lo que puede eliminar la fragilidad por temple tipo II y prevenir y evitar la formación de grietas por arco durante el enfriamiento.
4. Descamación de grietas
Cuando el molde está en servicio, bajo la acción de la tensión, la capa endurecida y templada se desprende de la matriz de acero pieza por pieza. Debido a que los volúmenes específicos del tejido de la superficie y el tejido del núcleo del molde son diferentes, se forman tensiones de enfriamiento axiales y tangenciales en la superficie durante el enfriamiento, y se genera una tensión de tracción en la dirección radial, que cambia repentinamente hacia el interior. Las grietas por desprendimiento ocurren en áreas estrechas donde el rango de cambios rápidos de tensión es estrecho, lo que a menudo ocurre en Durante el proceso de enfriamiento del molde de tratamiento térmico químico de superficie, la expansión martensítica de enfriamiento de las capas interna y externa no ocurre al mismo tiempo debido a la sincronicidad entre la modificación química de la capa superficial y la transformación de fase de la matriz de acero, lo que resulta en una gran tensión de transformación de fase, lo que hace que la capa de infiltración tratada químicamente se separe de la estructura de la matriz. Banda. Tales como capa de endurecimiento de superficie por llama, capa de endurecimiento de superficie de alta frecuencia, capa de cementación, capa de carbonitruración, capa de nitruración, capa de boro, capa de metalización, etc. No es aconsejable templar rápidamente después de templar la capa permeable a químicos, especialmente si el templado a baja temperatura Si se calienta por debajo de 300 ~ C y se calienta rápidamente, provocará la formación de tensión de tracción en la capa superficial, mientras que el núcleo de la matriz de acero y la capa de transición formarán tensión de compresión. Cuando la tensión de tracción es mayor que la tensión de compresión, provocará que la capa penetrada químicamente se separe y se desprenda.
Medidas preventivas: (1) La concentración y dureza de la capa de acero del molde infiltrada químicamente deben reducirse gradualmente desde la superficie hacia el interior para mejorar la fuerza de unión entre la capa infiltrada químicamente y la matriz. El tratamiento de difusión después de la infiltración puede hacer que la transición entre la capa infiltrada químicamente y la matriz sea uniforme; (2) Molde Antes del tratamiento químico del acero, se realizan recocido por difusión, recocido esferoidal y templado y revenido para refinar completamente la estructura original, lo que puede prevenir y evitar eficazmente la aparición de grietas por desprendimiento y garantizar la calidad del producto.
5. Grietas en la red
La profundidad de las grietas es poco profunda, generalmente alrededor de 0.01-1.5 mm de profundidad, radiantes, también conocidas como grietas. Las razones principales son: (1) La materia prima tiene una capa de descarburación profunda que no se elimina mediante corte en frío, o el molde terminado se calienta en un horno de atmósfera oxidante para provocar la descarburación oxidativa; (2) La estructura metálica de la capa superficial descarburada del molde es diferente de la martensita de la matriz de acero. Diferentes contenidos de carbono y diferentes volúmenes específicos producen una gran tensión de tracción cuando se enfría la capa superficial descarburada del acero. Por lo tanto, el metal de la superficie a menudo forma una red a lo largo de los límites de los granos; (3) La materia prima es acero de grano grueso y la estructura original es tosca. Hay grandes trozos de ferrita que no pueden eliminarse mediante el enfriamiento convencional y permanecen en la estructura apagada, o el control de temperatura es inexacto, el instrumento falla, la estructura se sobrecalienta o incluso se quema demasiado, los granos se vuelven gruesos, la fuerza de unión de los límites de los granos es se pierde y el molde se apaga y enfría. Cuando los carburos de acero precipitan a lo largo de los límites de los granos de austenita, la resistencia de los límites de los granos se reduce considerablemente, la tenacidad es pobre y la fragilidad es alta. Bajo la acción de la tensión de tracción, el acero se agrietará formando una red a lo largo de los límites de los granos.
Medidas preventivas: (1) Estricta composición química de las materias primas. La estructura metalográfica y la inspección de detección de fallas, las materias primas no calificadas y el acero de grano grueso no son adecuados como materiales para moldes; (2) Utilice acero de grano fino y acero para horno eléctrico al vacío, vuelva a verificar la profundidad de la capa descarburada de la materia prima antes de ponerla en producción, y el margen de mecanizado de corte en frío debe ser mayor que la capa descarburada. Profundidad de la capa de carbono; (3) Desarrollar un proceso de tratamiento térmico avanzado y razonable, utilizar instrumentos de control de temperatura por microcomputadoras, la precisión del control alcanza 1,5 grados y calibrar periódicamente los instrumentos en el sitio; (4) Utilice hornos eléctricos de vacío, hornos de atmósfera protectora y sales completamente desoxidadas para el tratamiento final de los productos del molde. Los productos del molde de calentamiento del horno de baño y otras medidas pueden prevenir y evitar eficazmente la formación de grietas en la red.
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6. Grietas por tratamiento en frío
La mayoría de los aceros para moldes son aceros de aleación de carbono medio y alto. Después del enfriamiento, todavía queda algo de austenita sobreenfriada que no se ha transformado en martensita y permanece en el estado de uso como austenita retenida, lo que afecta el rendimiento. Si se coloca bajo cero y se continúa enfriando, puede promover la transformación martensítica de la austenita retenida. Por tanto, la esencia del tratamiento con frío es seguir apagando. Se superponen la tensión de enfriamiento a temperatura ambiente y la tensión de enfriamiento a cero. Cuando la tensión de superposición excede el límite de resistencia del material, se formarán grietas por tratamiento en frío.
Medidas preventivas: (1) Coloque el molde en agua hirviendo durante 30-60 minutos antes del tratamiento en frío después del enfriamiento, lo que puede eliminar el 15%-25% de la tensión interna de enfriamiento y estabilizar la austenita retenida, y luego realizar tratamiento en frío convencional a -60 grados, o realizar un tratamiento criogénico de -120 grados, cuanto más baja sea la temperatura, más austenita retenida se transformará en martensita, pero es imposible completar la transformación. Los experimentos muestran que alrededor del 2%-5% de la austenita retenida permanece y puede retenerse según sea necesario. Una pequeña cantidad de austenita retenida puede relajar el estrés y desempeñar un papel amortiguador. Debido a que la austenita retenida es blanda y resistente, puede absorber parcialmente la fuerte energía de expansión de la martensita y aliviar la tensión de transformación de fase; (2) Después del tratamiento en frío, saque el molde y póngalo al calor. Calentar en agua puede eliminar el 40%-60% del estrés del tratamiento en frío. Después de calentarlo a temperatura ambiente, se debe templar a tiempo para eliminar aún más el estrés del tratamiento en frío, evitar la formación de grietas por tratamiento en frío, obtener propiedades organizativas estables y garantizar que el producto del molde no sufra distorsión durante el almacenamiento y uso.
7. Grietas de pulido
A menudo ocurre durante el proceso de molienda en frío del molde terminado después del enfriamiento y revenido. La mayoría de las microfisuras formadas son perpendiculares a la dirección de rectificado y tienen aproximadamente {{0}}.05-1.0 mm de profundidad. (1) Pretratamiento inadecuado de las materias primas, falta de eliminación total de los carburos de bloques, redes y bandas en las materias primas y una descarburación severa; (2) La temperatura de calentamiento del enfriamiento final es demasiado alta, se produce sobrecalentamiento, los granos son gruesos y se generan más residuos de austenita; (3) La transformación de fase inducida por tensión ocurre durante la molienda, lo que hace que la austenita residual se transforme en martensita. La tensión estructural es grande y, debido a un templado insuficiente, quedan más tensiones de tracción residuales, lo que es incompatible con el proceso de rectificado. La superposición de tensiones en la estructura de corte, o debido a la alta velocidad de rectificado, la gran cantidad de alimentación y el enfriamiento inadecuado, hacen que el calor de rectificado de la superficie del metal aumente bruscamente hasta la temperatura de calentamiento de enfriamiento y luego el fluido de rectificado se enfríe, lo que resulta en enfriamiento secundario de la superficie de molienda y diversas tensiones. En resumen, si se excede el límite de resistencia del material, se producirán grietas por pulido en la superficie del metal.
Medidas preventivas: (1) Modificar la materia prima y realizar múltiples procesos de recalcado y forjado en forma de doble cruz. Después de cuatro recalcados y cuatro dibujos, la estructura de fibra forjada se distribuye simétricamente en forma de onda alrededor de la cavidad o eje, y se aprovecha el calor residual de alta temperatura del último fuego. El enfriamiento, seguido del revenido a alta temperatura, puede eliminar por completo los carburos masivos, reticulares, de cinta y de cadena y refinar los carburos a niveles 2-3; (2) Desarrollar un proceso de tratamiento térmico avanzado para controlar el álcali residual del enfriamiento final. El contenido de estenita no excede el estándar; (3) Templar a tiempo después del enfriamiento para eliminar el estrés del enfriamiento; (4) Reduzca adecuadamente la velocidad de molienda, la cantidad de molienda y la velocidad de enfriamiento de la molienda, lo que puede prevenir y evitar eficazmente la formación de grietas por molienda.
8. Grietas por corte de alambre
Esta grieta ocurre durante el proceso de corte en línea del módulo templado y revenido. Este proceso cambia el estado de distribución del campo de tensión de la capa superficial del metal, la capa intermedia y el núcleo. La tensión interna residual de enfriamiento pierde el equilibrio y se deforma, y aparece una gran tensión de tracción en un área determinada. , esta tensión de tracción alcanza el límite de resistencia del material del molde, provocando que explote. La grieta es una grieta de capa metamórfica rígida en forma de cola de arco. Los experimentos muestran que el proceso de corte de alambre es un proceso de descarga local a alta temperatura y enfriamiento rápido, lo que hace que la superficie del metal forme una capa solidificada de estructura dendrítica fundida, produciendo una tensión de tracción de 600-900MPa y una alta capa blanca de enfriamiento secundario de tensión de aproximadamente 0.03 mm de espesor. Razones de las grietas: (1) Existe una severa segregación de carburo en las materias primas; (2) Falla del instrumento, la temperatura de calentamiento del enfriamiento es demasiado alta y los granos son gruesos, lo que reduce la resistencia y tenacidad del material y aumenta la fragilidad; (3) La pieza de trabajo templada no se templa ni se templa a tiempo. Un incendio insuficiente, una tensión interna residual excesiva y la superposición de nuevas tensiones internas formadas durante el proceso de corte del alambre provocan grietas en el corte del alambre.
Medidas preventivas: (1) Inspección estricta de las materias primas antes del almacenamiento para garantizar que la composición estructural de las materias primas esté calificada. Se deben forjar materias primas no calificadas para romper los carburos de modo que la composición química, estructura metalográfica, etc. cumplan las condiciones técnicas antes de ser puestas en producción. Antes del tratamiento térmico del módulo, el producto terminado debe dejarse con una cierta cantidad de molienda y luego enfriarse. Templado y corte de alambre; (2) Verifique el instrumento antes de ingresar al horno, use control de temperatura por microcomputadora, la precisión del control de temperatura es de 1,5 grados, horno de vacío, calentamiento del horno con atmósfera protectora, evite estrictamente el sobrecalentamiento y la descarburación oxidativa; (3) Utilice enfriamiento gradual, enfriamiento isotérmico y revenido a tiempo después del enfriamiento y revenidos múltiples para eliminar completamente la tensión interna y crear las condiciones para el corte de alambre; (4) Desarrollar un proceso de corte de cables científico y razonable.
9. Fractura por fatiga
Las grietas microscópicas por fatiga formadas bajo la acción repetida de tensiones alternas durante el servicio del molde se expanden lentamente, provocando una fractura repentina por fatiga. (1) Las materias primas tienen líneas capilares, autopuntos, poros, holgura, inclusiones no metálicas, segregación severa de carburos, estructuras en bandas y defectos estructurales metalúrgicos masivos de ferrita libre, que destruyen la continuidad de la estructura de la matriz y forman irregularidades. concentraciones de estrés. . 112 no se elimina del lingote de acero, lo que provoca la formación de manchas blancas durante el laminado. Existen impurezas nocivas como Sb, Bi, Pb, Sn, As, S y P en el acero. P en el acero puede causar fácilmente fragilidad en frío, mientras que s puede causar fácilmente fragilidad en caliente. El exceso de impurezas dañinas de S y P puede formar fácilmente fuentes de fatiga; (2) La capa de penetración química es demasiado gruesa, la concentración es demasiado alta, la capa de penetración es demasiado superficial, la capa de endurecimiento es demasiado superficial y la dureza de la zona de transición es baja, etc., lo que puede provocar un corte agudo. reducción de la resistencia a la fatiga del material; (3) Cuando la superficie del molde es rugosa, la precisión es baja, el acabado es deficiente y las marcas de cuchillo, letras, rayones, golpes, picaduras por corrosión, etc. también pueden causar fácilmente la concentración de tensiones y provocar fracturas por fatiga.
Medidas preventivas: (1) Seleccionar estrictamente los materiales para garantizar la calidad y controlar el contenido de impurezas no metálicas de bajo punto de fusión, como Pb, As, Sn y S, P, para no exceder el estándar; (2) Realizar una inspección de materiales antes de la producción y no se pondrán en producción materias primas no calificadas; (3) ) Elija materiales con alta pureza, pocas impurezas, composición química uniforme y granos finos. El acero refinado refundido con electroescoria con las características de carburos pequeños, buenas propiedades isotrópicas y alta resistencia a la fatiga se granalla y se fortalece en la superficie de la superficie del molde y la capa de permeación química de la superficie se modifica y fortalece para hacer que la superficie del metal esté pretensada y compensada. El molde. La tensión de tracción generada durante el servicio mejora la resistencia a la fatiga de la superficie del molde; (4) mejora la precisión del procesamiento y la suavidad de la superficie del molde; (5) mejora las propiedades estructurales de la capa químicamente permeable y de la capa endurecida; (6) utiliza una microcomputadora para controlar el espesor de la capa permeable a productos químicos, la concentración y el espesor de la capa endurecida.
10. Fisuración por corrosión bajo tensión
Esta grieta ocurre a menudo durante el uso. El molde de metal se agrieta debido a una reacción química o un proceso de reacción electroquímica, lo que provoca daños y corrosión desde la superficie hasta la estructura interna. Esto es fisuración por corrosión bajo tensión. Debido a las diferentes estructuras del acero para moldes después del tratamiento térmico, las propiedades de resistencia a la corrosión también son diferentes. La estructura más resistente a la corrosión es la austenita (A), la estructura más resistente a la corrosión es la troostita (T) y el orden es ferrita (F) - martensita (M) - perlita (P) - sorbita (S). Por lo tanto, no es adecuado obtener el grupo T mediante tratamiento térmico del acero para moldes.
Tejido. Aunque el acero templado ha sido templado, debido a un templado insuficiente, la tensión interna de templado todavía existe más o menos. También se generarán nuevas tensiones bajo la acción de fuerzas externas cuando el molde esté en servicio. Siempre que haya tensión en el molde de metal, habrá tensión. Se producen grietas por corrosión.
Medidas preventivas: (1) Después del enfriamiento, el acero del molde debe templarse a tiempo, templarse completamente y templarse varias veces para eliminar la tensión interna del temple; (2) Después del templado, el acero para moldes generalmente no debe templarse a 350-400~C debido a la estructura en T. A menudo ocurre a esta temperatura y el molde con estructura en T debe reprocesarse. El molde debe ser resistente a la oxidación para mejorar la resistencia a la corrosión; (3) Se debe realizar un precalentamiento a baja temperatura antes de poner en servicio el molde para trabajo en caliente, y se debe realizar un precalentamiento a baja temperatura después de que el molde para trabajo en frío haya estado en servicio durante un período. El templado para eliminar la tensión no solo puede prevenir y evitar la aparición de grietas por corrosión bajo tensión, sino que también aumenta considerablemente la vida útil del molde. Mata dos pájaros de un tiro y tiene importantes beneficios técnicos y económicos.
