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(lái)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(guò)來(lái)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(cè)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(guò)1米長(zhǎng))通常是用來(lái)制造塑料模具的(圖1a),也用來(lái)輔助制作汽車零部件,如熱塑性塑料保險(xiǎn)杠、儀表盤(pán),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(huì)通過(guò)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(huì)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(huì)生產(chǎn)數(shù)百萬(wàn)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(guò)仔細(xì)考慮。 發(fā)現(xiàn)高壓的樹(shù)脂流是裂紋發(fā)生甚至擴(kuò)展的主要誘因，流動(dòng)樹(shù)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(guò)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(guò)反復(fù)鍛造的過(guò)程和每個(gè)組成的交替伸長(zhǎng)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(méi)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(guò)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(guò)程中會(huì)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(duì)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(guò)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(huì)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(huì)發(fā)生變化，都會(huì)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(jiǎn)單的混合淬火對(duì)于淬火和回火韌性低德合金鋼的微觀組織會(huì)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(duì)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(guò)程和深度分析斷裂發(fā)生在不同測(cè)試試樣表面的評(píng)估斷裂的機(jī)制。 4．結(jié)論 對(duì)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(huì)發(fā)生明顯變化，然而,除了核心區(qū),他們?cè)谡w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(duì)應(yīng)測(cè)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(cè)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(guò)60MPam1 / 2，有的超過(guò)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(wèn)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(jí)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(wú)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(duì)該樣品單獨(dú)重新加熱處理時(shí)其疲勞強(qiáng)度增長(zhǎng)約25％，但由于原來(lái)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(jí)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(wú)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(duì)于這種缺陷在整個(gè)模具脆性傳播有關(guān)。無(wú)論是無(wú)缺口疲勞強(qiáng)度，斷裂韌性（如wellas的KV沖擊能量）通常沒(méi)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(duì)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。