外文翻譯--斷裂力學(xué)性能拉伸和大型塑料模具鋼塊疲勞性能之間的關(guān)系【中英文文獻(xiàn)譯文】,中英文文獻(xiàn)譯文,外文,翻譯,斷裂,力學(xué)性能,拉伸,以及,大型,塑料,模具鋼,疲勞,性能,機(jī)能,之間,關(guān)系,瓜葛,中英文,文獻(xiàn),譯文 斷裂力學(xué)性能拉伸和大型塑料模具鋼塊疲勞性能之間的關(guān)系 摘要：塑料模具如保險(xiǎn)杠，儀表板，汽車零部件等通常是由大型預(yù)硬化鋼塊加工的。由于其尺寸，熱處理生產(chǎn)混合的微觀結(jié)構(gòu)，不斷與來自淬火表面的距離，在這改變斷裂韌性和抗疲勞性能是眾所周知的，通常低于一個(gè)完全淬火和回火條件。模具的反應(yīng)缺陷（例如，由于不正確的焊接裂紋床沉積），著重討論在服務(wù)取決于鋼性能。這反過來取決于熱處理和微觀結(jié)構(gòu)。點(diǎn)態(tài)確定的拉伸，夏比逐點(diǎn)測定V型缺口，斷裂韌性和旋轉(zhuǎn)彎曲疲勞性能進(jìn)行了大的數(shù)據(jù)塊。研究了高周疲勞調(diào)查在樓梯的情況的方法。樣品取自不同深度的花朵。之間的力學(xué)性能，斷裂的關(guān)系表面形貌及微觀結(jié)構(gòu)進(jìn)行了研究。 關(guān)鍵詞：塑料模具鋼金相，機(jī)械性能;斷裂韌性，高循環(huán)疲勞斷口 1．介紹 大型鍛鋼坯(通常截面尺寸1米×1米且超過1米長)通常是用來制造塑料模具的(圖1a),也用來輔助制作汽車零部件,如熱塑性塑料保險(xiǎn)杠、儀表盤,通常是聚丙烯或強(qiáng)化聚丙烯丙烯腈-苯乙烯-丁二烯共聚物(ABS)。 應(yīng)力取決于模具在生產(chǎn)時(shí)注射聚合物的壓力和當(dāng)時(shí)的熱梯度段,并會通過縫隙和各種設(shè)計(jì)缺陷而增大（尤其是不受熱處理影響的焊接沉積物，所以建議用較小的組合件）。 壓力還會因?yàn)椴徽_的操作而大幅提高,如已形成的不完的塑件，每個(gè)模具在它的使用壽命內(nèi)將會生產(chǎn)數(shù)百萬件產(chǎn)品,相當(dāng)于一個(gè)汽車的總運(yùn)行壽命;因此,疲勞效應(yīng)也需要經(jīng)過仔細(xì)考慮。 發(fā)現(xiàn)高壓的樹脂流是裂紋發(fā)生甚至擴(kuò)展的主要誘因，流動樹脂滲入裂紋正好起到了一個(gè)楔子的作用。由于經(jīng)濟(jì)和物流的原因,傳統(tǒng)機(jī)械部件的生產(chǎn)過程(粗加工、熱處理工藝和精加工)已被放棄,常用預(yù)硬化加工鋼坯代替。最常用的鋼材是1.2738(或40CrMnNiMo8-6-4、ISO 4957標(biāo)準(zhǔn)),heat-treatable,0.4% C,high-hardenability,低合金鋼 表1 鋼坯的截面尺寸常與原鋼坯錠節(jié)相同（因?yàn)榇箦V是不可行的）；因此，只有通過反復(fù)鍛造的過程和每個(gè)組成的交替伸長和壓縮周期才能獲得一個(gè)合適的減速比?？傋冃芜h(yuǎn)量小于在每個(gè)步驟中的變形量，并且在效果沒有可比性，因?yàn)槊總€(gè)步驟實(shí)現(xiàn)只有有限的減速比（1.5是一個(gè)可能的值）。根據(jù)鋼坯大小,脫氫階段可能需要數(shù)天,而奧氏體化、回火階段只要1 - 2天。通常情況下，鋼坯的奧氏體化在840-880攝氏度的溫度范圍,然后在油中淬火，溫度范圍在550-600攝氏度（超過一個(gè)回火階段可以應(yīng)用）最終獲得一個(gè)330-300 HB的硬度。加熱階段通常在空氣中進(jìn)行。 由于鍛造在加熱過程中會產(chǎn)生明顯的脫碳毛坯，外部物質(zhì)脫離（通常執(zhí)行的是行標(biāo)）可高達(dá)20毫米（加上尺度）。此外，鋼坯可分成需要的大小的尺寸（一般不對稱）；保險(xiǎn)杠模具鋼坯通常鋸成一個(gè)U字形。這種鋼坯的規(guī)格超過淬透性鋼1.2738，,因此在大型油淬鋼坯微觀結(jié)構(gòu)中發(fā)生了微觀變化，都會受到隨后回火的影響。 最后模具的形狀是在拋光或電加工模具車間完成的，其次是在特定區(qū)域內(nèi)研磨拋光或未拋光的模具及表面進(jìn)行處理；根據(jù)要求，隨著焊接點(diǎn)的增加，形狀處理也應(yīng)該增加。由于鋸切加工操作,任何在原有的不同部位的微觀結(jié)構(gòu)都會發(fā)生變化，都會在模具的表面得以體現(xiàn),位置和縫隙處的焊接熱效應(yīng)缺陷通常都存在。先前的研究已經(jīng)表明簡單的混合淬火對于淬火和回火韌性低德合金鋼的微觀組織會產(chǎn)生不良影響;然而，雖然已經(jīng)研究了其他工具鋼的斷裂韌性，但考慮到其與大型鋼坯內(nèi)部發(fā)生的不同的微觀結(jié)構(gòu)的關(guān)系，同樣的上述鋼的性能最近才由作者進(jìn)行了分析?，F(xiàn)在的工作，對后者的成果(涉及抗剪強(qiáng)度,硬度、拉伸性能和應(yīng)變能力)進(jìn)行了總結(jié)并研究完成了鋼的疲勞過程和深度分析斷裂發(fā)生在不同測試試樣表面的評估斷裂的機(jī)制。 4．結(jié)論 對鋼坯應(yīng)進(jìn)行整體的微觀結(jié)構(gòu)檢查?；鼗瘃R氏體只發(fā)生在接近表面處，逐漸到鋼坯內(nèi)部，上下貝氏體（回火）遍布整體;珠光體逐漸出現(xiàn)在更深的部位，并成為核心的主要組織。 硬度和拉伸性能在鋼坯內(nèi)部會發(fā)生明顯變化，然而,除了核心區(qū),他們在整體上是符合一般值的。應(yīng)該看到，最小拉伸性能值在空間上不對應(yīng)測量的最小硬度值;如考慮三維效果，應(yīng)該得出這樣的結(jié)論，鋼坯的最小拉伸性能小于最小實(shí)測值。 淬火和回火鋼的斷裂韌性值是非常小的（約40MPam1 / 2），考慮到最大的抗拉強(qiáng)度始終與實(shí)驗(yàn)一致，因純變形而斷裂的一般是 減聚力的作用。室溫下，這種鋼是在其比較韌，脆性轉(zhuǎn)變的溫度曲線范圍。在核心處適度的斷裂韌性提高可以歸因于能耗的韌性區(qū)域，當(dāng)深度增加時(shí)，它們出現(xiàn)在一個(gè)有限的分?jǐn)嗔衙?，均不接近表面并且逐步向中心靠攏。相比之下，所有單獨(dú)重新加熱處理（淬火和回火）的樣本導(dǎo)致斷裂韌性值超過60MPam1 / 2，有的超過100MPam1 / 2，甚至?xí)休^高的強(qiáng)度。因此，觀察到標(biāo)本的低韌性是由于熱處理導(dǎo)致的微結(jié)構(gòu)所造成的影響，并在較大的尺寸的鋼坯和模具上表現(xiàn)出宏觀上的性能。而本文關(guān)注的問題只是鋼坯，很有必要注意的是已出版的Charpy-V的結(jié)果，得到的樣品可以代表一個(gè)同鋼級的鋼坯，不同的制造商生產(chǎn)的鋼坯韌性是不同的。 當(dāng)旋轉(zhuǎn)彎曲疲勞強(qiáng)度振幅在N = 4.2×106周期時(shí)，且在鋼材表面為560MPa和鋼材核心接近495MPa時(shí)，獲得的無缺口試樣，顯然與鋼的抗張強(qiáng)度成正比，而不是其斷裂韌性。對該樣品單獨(dú)重新加熱處理時(shí)其疲勞強(qiáng)度增長約25％，但由于原來的保持狀態(tài)的差異。后者真實(shí)原因仍有待進(jìn)一步討論。鋼斷裂的方式所體現(xiàn)的不同宏觀脆性（即塑性約束）與其在不同的熱處理?xiàng)l件而造成的從表面到核心鋼坯的不同韌性有關(guān)，但這些影響不能完全解釋單獨(dú)加熱處理時(shí)的高韌性試樣，此后的事實(shí)表明其是一個(gè)微米級尺度的微觀結(jié)構(gòu)上的差異。掃描電鏡觀察拋光和蝕刻部分的研究正在進(jìn)行中。更高應(yīng)力的模具的橫向組件中經(jīng)常發(fā)生模具閉合力，并在這種情況下，位于遠(yuǎn)離模具區(qū)域且曲率半徑大的地方可以（并且通常是）被采用。因此，鋼的無缺口疲勞行為是在亞臨界缺陷在這些區(qū)域傳播，而最初的鋼的斷裂韌性，和對于這種缺陷在整個(gè)模具脆性傳播有關(guān)。無論是無缺口疲勞強(qiáng)度，斷裂韌性（如wellas的KV沖擊能量）通常沒有提及在塑料模具鋼的規(guī)格，因此設(shè)計(jì)者可以含蓄地假設(shè)這些性質(zhì)類似于低合金調(diào)質(zhì)碳遇到那些鋼有相同的拉伸強(qiáng)度。相反，目前的結(jié)果表明，在熱處理?xiàng)l件下這些大型鋼坯特別是斷裂韌性的性能更低。因此，在考慮實(shí)際熱處理對模具進(jìn)行防脆性斷裂的設(shè)計(jì)，利用斷裂力學(xué)的方法，并考慮到實(shí)際冶金條件下，應(yīng)當(dāng)建議。