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~失效分析~
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H13钢锻模开裂原因分析伍超群12，刘英坤12，朱峰12，侯惠君1.2
（1.广东省工业技术研究院，广东广州510650；2.广州有色金属研究院，广东广州510650）
摘要：用于铜合金阀体的H13钢锻模在使用中过早开裂。为此，对开裂的模具进行了宏观检验、化学成分
分析、金相检验、显微硬度测试以及电镜分析等。结果表明，该模具内部组织不均匀，内应力增大，从而导致强度性能降低而发生早期开裂。
关键词：显微组织；应力集中；锻模
中图分类号：TG115
文献标识码：B
文章编号：1008-1690(2011)05-0079-03
AnalysisonCrackingofForgingDieofHi3Steel
WU Chao-qun'-2, LIU Ying-kun'-2, ZHU Feng'-2, HOU Hui-jun'.2
(1. Guangdong General Research Institute of Industrial Technology, Guangzhou 510650, Guangdong China;
2.Guangzhou Research Institute of Non-ferrous Metals, Guangzhou 510650, Guangdong China)
Abstract: Forging dies of H13 steel for copper alloy valve body cracked earlier in service. Chemical composition analysis, macro-and micro-examination, SEM analysis, and micro-hardness testing were conducted to reveal the cause of cracking. The results show that non-uniform microstructure and high internal stress present in the die lead to earlier cracking.
Key words :microstructure; stress concentration; forging die
H13钢由于具有良好的淬透性、较高的冲击韧度和耐磨性以及较好的抗热疲劳性能，被广泛用于锤锻模、挤压模、压铸模等热作模具[1,2]。铜合金阀体锻模在使用中瞬间温度可达900℃，冷热温差较大，在长时间高温、高压、热应力、循环应力、摩擦力的作用下，极易因磨损、疲劳裂纹及塑性变形而失效。
该批开裂的铜合金阀体锻模材料为H13钢，经淬火、回火和渗氮处理后再镀膜处理。在锻造铜合金阀体生产中，使用不到5000次模具即发生表面开裂而失效，为此，对开裂的具模进行了失效分析。
宏观观察
模具的开裂发生于模具型腔的拐角处，出现三条长约4mm的平行裂纹，表面无明显的变形和腐蚀，开裂的模具如图1所示。
理化检验 2
2.1化学成分
收稿日期：2011-01-31
图1开裂模具的宏观形貌
Fig. 1Macrograph of the cracked die
采用SPECTROLABM9型直读光谱对开裂模具
进行了化学成分分析，结果见表1。 2.2显微组织
在模具裂纹区及正常区域取样进行金相分析表明，模具基体组织为回火马氏体+碳化物，碳化物呈网状，可见有明显的颗粒状碳化物存在（见图2），渗氮层厚度约0.25mm，表面镀膜层厚度约2.3um。裂纹从表面向基体由粗到细扩展，尾部未见分支，裂
作者简介：伍超群(1967-），女，湖南长沙人，教级高工，主要从事材料失效及显微组织分析。
联系电话：020-37239421，E-mail:qun95@126.com
项目来源：广东省产学研项目（项目编号：2009B09300372）
《热处理》
2011年第26卷第5期
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