1. Fissures longitudinales
Les fissures sont axiales, fines et longues. Lorsque le moule est complètement trempé, c'est-à-dire une trempe sans centre, le noyau se transforme en martensite trempée avec le plus grand volume spécifique, générant une contrainte de traction tangentielle. Plus la teneur en carbone de l'acier du moule est élevée, plus la contrainte de traction tangentielle générée est importante. Lorsque la contrainte de traction Lorsque la limite de résistance de l'acier est dépassée, des fissures longitudinales se forment. Les facteurs suivants intensifient l'apparition de fissures longitudinales : (1) L'acier contient une grande quantité d'impuretés nocives à bas point de fusion telles que S, P, Sb, Bi, Pb, Sn, As, etc., et le lingot d'acier est sévèrement ségrégués longitudinalement le long de la direction de laminage pendant le laminage. , il est facile de provoquer la concentration de contraintes pour former des fissures de trempe longitudinales, ou les fissures longitudinales formées par le refroidissement rapide de la matière première après le laminage ne sont pas traitées et retenues dans le produit, provoquant l'expansion des fissures de trempe finales et la formation de fissures longitudinales ; (2) La taille du moule se situe dans la plage de taille de l'acier sensible aux fissures de trempe. Des fissures longitudinales sont susceptibles de se former lorsque le fluide de refroidissement de trempe est sélectionné (la taille dangereuse des fissures de trempe est de 8-15 mm pour l'acier à outils au carbone et de 25-40 mm pour les aciers moyennement et faiblement alliés) ou lorsque la trempe sélectionnée Le fluide de refroidissement dépasse largement la vitesse de refroidissement de trempe critique de l'acier.
Mesures préventives : (1) Inspecter strictement les matières premières à l'entrée dans l'entrepôt et ne pas mettre en production de produits en acier contenant des impuretés nocives ; (2) Essayez d'utiliser de l'acier de moule pour la fusion sous vide, l'affinage hors four ou la refusion sous laitier électrolytique ; (3) Améliorer le processus de traitement thermique et utiliser un chauffage sous vide, un chauffage sous atmosphère protectrice et un chauffage suffisant par bain de sel de désoxydation ainsi qu'une trempe graduelle et une trempe isotherme ; (4) changer la trempe involontaire en trempe intentionnelle, c'est-à-dire une trempe incomplète, obtenir une structure de bainite inférieure solide et résistante et d'autres mesures, réduire considérablement la contrainte de résistance à la traction, ce qui peut efficacement éviter les fissures longitudinales et la distorsion de trempe du moule.
2. Fissures transversales
Les caractéristiques des fissures sont perpendiculaires à la direction axiale. Dans les moules non durcis, il existe un pic de contrainte de traction important dans la transition entre la zone durcie et la zone non durcie. Lorsqu’un grand moule est rapidement refroidi, un pic de contrainte de traction important se forme facilement. Parce que la contrainte axiale formée est supérieure à la contrainte tangentielle, ce qui entraîne une contrainte latérale. fissure. S, P. dans le module de forgeage. Ségrégation latérale d'impuretés nocives à bas points de fusion telles que Sb, Bi, Pb, Sn, As, etc. ou fissures microscopiques transversales dans le module, qui se dilatent pour former des fissures transversales après trempe.
Mesures préventives : (1) Le module doit être raisonnablement forgé. Le rapport entre la longueur de la matière première et le diamètre, c'est-à-dire le rapport de forgeage, est de préférence compris entre 2 et 3. Le forgeage à double changement de direction en forme de croix est utilisé pour le forgeage, et il est forgé avec cinq refoulements, cinq dessins et plusieurs tirs pour réaliser l'acier au centre. Les carbures et les impuretés sont fins et petits, uniformément répartis dans la matrice en acier, et la structure fibreuse forgée est distribuée de manière non directionnelle autour de la cavité, ce qui améliore considérablement les propriétés mécaniques transversales du module et réduit et élimine les sources de contraintes ; (2) Choisissez la vitesse de refroidissement et le fluide de refroidissement idéaux : refroidissement rapide au-dessus du point Ms de l'acier, supérieur à la vitesse de refroidissement de trempe critique de l'acier, la contrainte générée par l'austénite surfondue dans l'acier est une contrainte thermique, la couche superficielle est une contrainte de compression, et la couche interne est une contrainte de traction, s'annulant, empêchant efficacement les contraintes thermiques. Des fissures se forment et se refroidissent lentement entre Ms-Mf de l'acier, ce qui réduit considérablement le stress organisationnel lors de la formation de martensite trempée. Lorsque la somme des contraintes thermiques et des contraintes correspondantes dans l’acier est positive (contrainte de traction), il est facile de le tremper et de le fissurer. Lorsqu'il est négatif, il n'est pas facile de l'éteindre et de le fissurer. Utiliser pleinement les contraintes thermiques, réduire les contraintes de changement de phase et contrôler la somme des contraintes pour qu'elle soit négative peut efficacement éviter l'apparition de fissures de trempe transversale. Le milieu de trempe organique CL-1 est un agent de trempe idéal, qui peut réduire et éviter la distorsion du moule de trempe et contrôler la répartition raisonnable de la couche durcie. En ajustant les différents rapports de concentration de l'agent de trempe CL-1, différentes vitesses de refroidissement peuvent être obtenues et la répartition des couches durcies requise peut être obtenue pour répondre aux besoins des différents aciers de moules.
3. Fissures d'arc
Cela se produit souvent lors de changements soudains de forme, tels que des coins de moule, des encoches, des trous et des bavures de câblage de matrice. En effet, la contrainte générée sur les bords et les coins lors de la trempe est 10 fois supérieure à la contrainte moyenne sur la surface lisse. De plus, (1) plus la teneur en carbone (C) et en éléments d’alliage dans l’acier est élevée, plus le point Ms de l’acier est bas. Si le point Ms diminue de 2 degrés, la tendance à la fissuration par trempe augmentera de 1,2 fois. Si le point Ms diminue de 8 degrés, la tendance à la fissuration par trempe augmentera. La tendance augmente de 8 fois ; (2) La transformation de différentes structures en acier et la transformation d'une même structure ne sont pas simultanées. En raison de la tolérance spécifique des différentes structures, d'énormes contraintes structurelles sont provoquées, entraînant la formation de fissures en forme d'arc à la jonction des structures ; (3) Défaut de réponse à temps après la trempe. Feu ou revenu insuffisant, l'austénite retenue dans l'acier n'est pas complètement transformée et reste dans l'état de service, favorisant la redistribution des contraintes, ou l'austénite retenue subit une transformation martensitique pour générer de nouvelles contraintes internes lorsque le moule est en service. Lorsque la contrainte globale est supérieure à la limite de résistance de l'acier, des fissures en forme d'arc se forment ; (4) Il a le deuxième type d’acier fragile trempé. Après la trempe, il est revenu à haute température et refroidi lentement, provoquant la précipitation de composés d'impuretés nocifs tels que P et s dans l'acier le long des joints de grains, réduisant considérablement la force de liaison des joints de grains et la forte ténacité augmentent la fragilité et forment un arc. fissures formées sous l'action de forces extérieures pendant le service.
Mesures préventives : (1) Améliorer la conception, essayer de rendre la forme aussi symétrique que possible, réduire les mutations de forme, ajouter des trous de traitement et des nervures de renforcement, ou utiliser un assemblage combiné ; (2) Remplacez les angles droits et les arêtes vives par des coins arrondis, remplacez les trous borgnes par des trous traversants et améliorez la précision du traitement et la finition de surface en réduisant les sources de concentration de contraintes. Généralement, les exigences de dureté ne sont pas élevées pour les angles droits inévitables, les arêtes vives, les trous borgnes, etc. Le fil de fer, la corde d'amiante, la boue réfractaire, etc. peuvent être utilisés pour envelopper ou remplir afin de créer des barrières de refroidissement artificielles. Laissez-le refroidir et tremper lentement pour éviter la concentration de contraintes et empêcher la formation de fissures en forme d'arc pendant la trempe ; (3) L'acier trempé doit être revenu à temps pour éliminer une partie de la contrainte interne de trempe et empêcher la contrainte de trempe de se dilater ; (4) Une trempe pendant une période plus longue peut améliorer la résistance à la moisissure. Valeur de ténacité à la rupture ; (5) Trempe complète pour obtenir une microstructure et des propriétés stables ; (6) Trempe multiple pour transformer complètement l'austénite retenue et éliminer les nouvelles contraintes ; (7) Trempe raisonnable pour améliorer la résistance à la fatigue des pièces en acier et les propriétés mécaniques complètes. Propriétés mécaniques; (8) Pour l'acier moulé présentant une fragilité à l'état de type II, il doit être refroidi rapidement (refroidissement à l'eau ou refroidissement à l'huile) après un revenu à haute température, ce qui peut éliminer la fragilité à l'état de type II et prévenir et éviter la formation de fissures d'arc pendant la trempe.
4. Fissures qui pèlent
Lorsque le moule est en service, sous l'action d'une contrainte, la couche durcie trempée se décolle pièce par pièce de la matrice en acier. Étant donné que les volumes spécifiques du tissu de surface et du tissu central du moule sont différents, des contraintes de trempe axiales et tangentielles se forment sur la surface pendant la trempe et une contrainte de traction est générée dans la direction radiale, qui se modifie soudainement vers l'intérieur. Les fissures de pelage se produisent dans des zones étroites où la plage de changements rapides de contraintes est étroite, ce qui se produit souvent dans Pendant le processus de refroidissement du moule de traitement thermique chimique de surface, l'expansion martensitique de trempe des couches interne et externe ne se produit pas en même temps en raison à la synchronicité entre la modification chimique de la couche superficielle et la transformation de phase de la matrice en acier, entraînant une contrainte de transformation de phase importante, provoquant la séparation de la couche d'infiltration traitée chimiquement de la structure de la matrice. Bande. Tels que la couche de durcissement de surface à la flamme, la couche de durcissement de surface à haute fréquence, la couche de carburation, la couche de carbonitruration, la couche de nitruration, la couche de boruration, la couche de métallisation, etc. Il n'est pas conseillé de tremper rapidement après avoir trempé la couche perméable aux produits chimiques, surtout si la trempe à basse température est chauffé en dessous de 300 ~ C et est chauffé rapidement, cela provoquera la formation d'une contrainte de traction dans la couche de surface, tandis que le noyau de la matrice en acier et la couche de transition formeront une contrainte de compression. Lorsque la contrainte de traction est supérieure à la contrainte de compression, la couche chimiquement pénétrée est déchirée et décollée.
Mesures préventives : (1) La concentration et la dureté de la couche d'acier de moule infiltrée chimiquement doivent être progressivement réduites de la surface vers l'intérieur pour améliorer la force de liaison entre la couche chimiquement infiltrée et la matrice. Le traitement de diffusion après infiltration peut uniformiser la transition entre la couche chimiquement infiltrée et la matrice ; (2) Moule Avant le traitement chimique de l'acier, un recuit de diffusion, un recuit de sphéroïdisation, ainsi qu'une trempe et un revenu sont effectués pour affiner complètement la structure d'origine, ce qui peut efficacement prévenir et éviter l'apparition de fissures de pelage et garantir la qualité du produit.
5. Fissures du réseau
La profondeur des fissures est faible, généralement d'environ 0,01-1,5 mm de profondeur, rayonnantes, également appelées fissures. Les principales raisons sont les suivantes : (1) la matière première a une couche de décarburation profonde qui n'est pas éliminée par découpe à froid, ou le moule fini est chauffé dans un four à atmosphère oxydante pour provoquer une décarburation oxydante ; (2) La structure métallique de la couche superficielle décarburée du moule est différente de la martensite de la matrice en acier. Différentes teneurs en carbone et différents volumes spécifiques produisent une contrainte de traction importante lorsque la couche superficielle d'acier décarburée est trempée. Par conséquent, le métal de surface est souvent attiré dans un réseau le long des joints de grains ; (3) La matière première est de l'acier à gros grains et la structure d'origine est grossière. Il existe de gros morceaux de ferrite qui ne peuvent pas être éliminés par trempe conventionnelle et restent dans la structure trempée, ou le contrôle de la température est imprécis, l'instrument tombe en panne, la structure surchauffe, voire brûle excessivement, les grains grossissent, la force de liaison aux limites des grains est perdu et le moule est trempé et refroidi. Lorsque les carbures d'acier précipitent le long des joints de grains d'austénite, la résistance des joints de grains est considérablement réduite, la ténacité est mauvaise et la fragilité est élevée. Sous l’action d’une contrainte de traction, l’acier se fissurera en forme de réseau le long des joints de grains.
Mesures préventives : (1) Stricter la composition chimique des matières premières. L'inspection de la structure métallographique et de la détection des défauts, les matières premières non qualifiées et l'acier à gros grains ne conviennent pas comme matériaux de moule ; (2) Utilisez de l'acier à grains fins et de l'acier pour four électrique sous vide, revérifiez la profondeur de la couche décarburée de la matière première avant la mise en production, et la surépaisseur d'usinage de coupe à froid doit être supérieure à la couche décarburée. Profondeur de la couche de carbone ; (3) Développer un processus de traitement thermique avancé et raisonnable, utiliser des instruments de contrôle de température par micro-ordinateur, la précision du contrôle atteint 1,5 degrés et calibrer régulièrement les instruments sur site ; (4) Utilisez des fours électriques sous vide, des fours à atmosphère protectrice et des sels entièrement désoxydés pour le traitement final des produits de moulage. Les produits de moulage de chauffage de four de bain et d'autres mesures peuvent efficacement prévenir et éviter la formation de fissures de réseau.
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6. Fissures du traitement à froid
La plupart des aciers pour moules sont des aciers alliés à moyenne et haute teneur en carbone. Après la trempe, il reste encore de l'austénite surfondue qui n'a pas été transformée en martensite et reste à l'état d'utilisation comme austénite retenue, ce qui affecte les performances. S'il est placé en dessous de zéro et continue à refroidir, il peut favoriser la transformation martensitique de l'austénite retenue. Par conséquent, l’essence du traitement à froid est de poursuivre la trempe. La contrainte de trempe à température ambiante et la contrainte de trempe à zéro se superposent. Lorsque la contrainte de superposition dépasse la limite de résistance du matériau, des fissures de traitement à froid se forment.
Mesures préventives : (1) Placer le moule dans l'eau bouillante pendant 30-60 minutes avant le traitement à froid après la trempe, ce qui peut éliminer 15 %-25 % de la contrainte interne de trempe et stabiliser l'austénite retenue, puis effectuer traitement à froid conventionnel à -60 degrés, ou effectuer un traitement cryogénique à -120 degrés, plus la température est basse, plus l'austénite retenue sera transformée en martensite, mais il est impossible de terminer la transformation. Les expériences montrent qu'il reste environ 2 % -5 % de l'austénite retenue et qu'elle peut être conservée si nécessaire. Une petite quantité d’austénite retenue peut détendre les contraintes et jouer un rôle tampon. Parce que l'austénite retenue est molle et résistante, elle peut partiellement absorber la forte énergie d'expansion de la martensite et atténuer la contrainte de transformation de phase ; (2) Après le traitement à froid, retirez le moule et mettez-le au chaud. Le chauffage dans l'eau peut éliminer 40 %-60 % du stress du traitement à froid. Après chauffage à température ambiante, il doit être tempéré à temps pour éliminer davantage le stress du traitement à froid, éviter la formation de fissures lors du traitement à froid, obtenir des propriétés organisationnelles stables et garantir que le produit moulé ne subit pas de distorsion pendant le stockage et l'utilisation.
7. Meulage des fissures
Cela se produit souvent pendant le processus de broyage à froid du moule fini après trempe et revenu. La plupart des microfissures formées sont perpendiculaires à la direction de meulage et ont une profondeur d'environ {{0}},05-1,0 mm. (1) Prétraitement inapproprié des matières premières, incapacité à éliminer complètement les carbures en bloc, en réseau et en bande dans les matières premières et décarburation sévère ; (2) La température de chauffage de trempe finale est trop élevée, une surchauffe se produit, les grains sont grossiers et davantage de résidus d'austénite sont générés ; (3) Une transformation de phase induite par la contrainte se produit lors du broyage, provoquant la transformation de l'austénite résiduelle en martensite. La contrainte structurelle est importante et, en raison d'un revenu insuffisant, il reste davantage de contraintes de traction résiduelles, ce qui est incompatible avec le processus de meulage. La superposition de contraintes dans la structure de coupe, ou en raison d'une vitesse de meulage élevée, d'une grande quantité d'alimentation et d'un refroidissement inapproprié, provoque une forte augmentation de la chaleur de meulage de la surface métallique jusqu'à la température de chauffage de trempe, puis le fluide de meulage refroidit, ce qui entraîne trempe secondaire de la surface de meulage et diverses contraintes. En résumé, si la limite de résistance du matériau est dépassée, des fissures de meulage dans la surface métallique seront provoquées.
Mesures préventives : (1) Modifier la matière première et effectuer plusieurs processus de refoulement et de forgeage en forme de double croix. Après quatre refoulements et quatre étirages, la structure fibreuse forgée est répartie symétriquement en forme de vague autour de la cavité ou de l'axe, et la chaleur perdue à haute température du dernier feu est utilisée. La trempe, suivie d'un revenu à haute température, peut éliminer complètement les carbures massifs, réticulaires, en ruban et en chaîne et affiner les carbures à des niveaux de 2-3 ; (2) Développer un processus de traitement thermique avancé pour contrôler l'alcali résiduel de trempe finale. La teneur en sténite ne dépasse pas la norme ; (3) Revenu dans le temps après la trempe pour éliminer les contraintes de trempe ; (4) Réduisez de manière appropriée la vitesse de broyage, la quantité de broyage et la vitesse de refroidissement du broyage, ce qui peut efficacement prévenir et éviter la formation de fissures de broyage.
8. Fissures de coupe de fil
Cette fissure se produit lors du processus de découpe en ligne du module trempé et revenu. Ce processus modifie l'état de répartition du champ de contraintes de la couche superficielle métallique, de la couche intermédiaire et du noyau. La contrainte interne résiduelle de trempe perd son équilibre et se déforme, et une contrainte de traction importante apparaît dans une certaine zone. , cette contrainte de traction atteint la limite de résistance du matériau du moule, provoquant son explosion. La fissure est une fissure de couche métamorphique rigide en forme de queue d'arc. Les expériences montrent que le processus de coupe au fil est un processus de décharge locale à haute température et de refroidissement rapide, qui amène la surface métallique à former une couche solidifiée de structure dendritique coulée, produisant une contrainte de traction de 600-900 MPa et une résistance élevée. couche blanche de trempe secondaire sous contrainte d'environ 0,03 mm d'épaisseur. Raisons des fissures : (1) Il existe une ségrégation importante du carbure dans les matières premières ; (2) Défaillance de l'instrument, la température de chauffage de trempe est trop élevée et les grains sont grossiers, ce qui réduit la résistance et la ténacité du matériau et augmente la fragilité ; (3) La pièce trempée n’est pas trempée et trempée à temps. Un feu insuffisant, des contraintes internes résiduelles excessives et la superposition de nouvelles contraintes internes formées lors du processus de coupe du fil conduisent à des fissures de coupe du fil.
Mesures préventives : (1) Inspection stricte des matières premières avant le stockage pour garantir que la composition structurelle des matières premières est qualifiée. Des matières premières non qualifiées doivent être forgées pour briser les carbures afin que la composition chimique, la structure métallographique, etc. répondent aux conditions techniques avant d'être mises en production. Avant le traitement thermique du module, le produit fini doit être soumis à un certain broyage puis trempé. Trempe et coupe de fil ; (2) Vérifiez l'instrument avant d'entrer dans le four, utilisez le contrôle de température par micro-ordinateur, la précision du contrôle de température est de 1,5 degrés, le four à vide, le chauffage du four à atmosphère protectrice, empêchez strictement la surchauffe et la décarburation oxydative ; (3) Utiliser une trempe graduelle, une trempe et un revenu isothermes à temps après la trempe et plusieurs revenus peuvent éliminer complètement les contraintes internes et créer des conditions pour la coupe du fil ; (4) Développer un processus de coupe de fil scientifique et raisonnable.
9. Fracture de fatigue
Les fissures de fatigue microscopiques formées sous l'action répétée de contraintes alternées pendant l'utilisation du moule se dilatent lentement, conduisant à une rupture de fatigue soudaine. (1) Les matières premières présentent des lignes capillaires, des pointes, des pores, du relâchement, des inclusions non métalliques, une ségrégation sévère des carbures, des structures en bandes et des défauts structurels métallurgiques de ferrite libre massive, qui détruisent la continuité de la structure matricielle et forment des irrégularités. concentrations de contraintes. . 112 n'est pas retiré du lingot d'acier, ce qui entraîne la formation de taches blanches lors du laminage. L'acier contient des impuretés nocives telles que Sb, Bi, Pb, Sn, As, S et P. Le P dans l'acier peut facilement provoquer une fragilité à froid, tandis que le s peut facilement provoquer une fragilité à chaud. Des impuretés nocives excessives de S et P peuvent facilement former des sources de fatigue ; (2) La couche de pénétration chimique est trop épaisse, la concentration est trop élevée, la couche de pénétration est trop peu profonde, la couche de durcissement est trop peu profonde et la dureté de la zone de transition est faible, etc., ce qui peut conduire à une forte réduction de la résistance à la fatigue du matériau ; (3) Lorsque la surface du moule est rugueuse, la précision est faible, la finition est médiocre et les marques de couteau, les lettrages, les rayures, les bosses, les piqûres de corrosion, etc. peuvent également facilement provoquer une concentration de contraintes et conduire à une fracture par fatigue.
Mesures préventives : (1) Sélectionner strictement les matériaux pour garantir la qualité et contrôler la teneur en impuretés à bas point de fusion telles que les impuretés non métalliques Pb, As, Sn et S, P pour ne pas dépasser la norme ; (2) Effectuer une inspection des matériaux avant la production, et les matières premières non qualifiées ne seront pas mises en production ; (3) ) Choisissez des matériaux de haute pureté, peu d'impuretés, de composition chimique uniforme et de grains fins. L'acier raffiné refondu par électroslag avec les caractéristiques de petits carbures, de bonnes propriétés isotropes et une résistance élevée à la fatigue est grenaillé et renforcé sur la surface de la surface du moule et la couche de perméation chimique de surface est modifiée et renforcée pour rendre la surface métallique précontrainte et décalée. le moule. La contrainte de traction générée pendant le service améliore la résistance à la fatigue de la surface du moule ; (4) améliore la précision du traitement et la douceur de la surface du moule ; (5) améliore les propriétés structurelles de la couche perméable aux produits chimiques et de la couche durcie ; (6) utilise un micro-ordinateur pour contrôler l'épaisseur de la couche perméable aux produits chimiques, la concentration et l'épaisseur de la couche durcie.
10. Fissuration par corrosion sous contrainte
Cette fissure se produit souvent lors de l'utilisation. Le moule métallique se fissure en raison d'une réaction chimique ou d'un processus de réaction électrochimique, ce qui provoque des dommages et une corrosion de la surface à la structure interne. Il s’agit de fissuration par corrosion sous contrainte. En raison des différentes structures de l'acier moulé après traitement thermique, les propriétés de résistance à la corrosion sont également différentes. La structure la plus résistante à la corrosion est l'austénite (A), la structure la plus résistante à la corrosion est la troostite (T) et l'ordre est ferrite (F) - martensite (M) - perlite (P) - sorbite ( S). Par conséquent, il n’est pas approprié d’obtenir le groupe T par traitement thermique de l’acier moulé.
Tisser. Bien que l'acier trempé ait été revenu, en raison d'un revenu insuffisant, la contrainte interne de trempe existe toujours plus ou moins. De nouvelles contraintes seront également générées sous l'action de forces extérieures lorsque le moule est en service. Chaque fois qu'il y a une contrainte dans le moule métallique, il y aura une contrainte. Des fissures de corrosion apparaissent.
Mesures préventives : (1) Après la trempe, l'acier du moule doit être revenu à temps, entièrement revenu et revenu plusieurs fois pour éliminer la contrainte interne de la trempe ; (2) Après trempe, l'acier du moule ne doit généralement pas être revenu à 350-400~C en raison de la structure en T. Cela se produit souvent à cette température et le moule à structure en T doit être retraité. Le moule doit être traité contre la rouille pour améliorer la résistance à la corrosion ; (3) Un préchauffage à basse température doit être effectué avant la mise en service du moule pour travail à chaud, et un préchauffage à basse température doit être effectué après que le moule pour travail à froid a été en service pendant une période. La trempe pour éliminer les contraintes peut non seulement prévenir et éviter l'apparition de fissures de corrosion sous contrainte, mais également augmenter considérablement la durée de vie du moule. Il fait d’une pierre deux coups et présente des avantages techniques et économiques importants.
