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            9Mn2V缺陷組織和失效分析實例-帶狀組織 過熱過燒組織 裂紋形成原因分析

            9Mn2V缺陷組織和失效分析實例-帶狀組織 過熱過燒組織 裂紋形成原因分析

            9Mn2V缺陷組織和失效分析實例
            帶狀組織、過熱過燒組織
            裂紋形成原因分析



            9Mn2V缺陷組織和失效分析實例內容包括:9Mn2V帶狀組織、9Mn2V過熱組織、9Mn2V過燒組織以及9Mn2V裂紋形成原因分析等。
            9Mn2V鋼是一種較為普及的冷沖模具鋼種,屬于Mn2系高碳低合金冷作模具鋼。9Mn2V鋼淬火變形小,韌性、淬透性偏低,具有強烈抑制過熱敏感性以及網狀碳化物的析出傾向,易于鍛造、退火,加工性能好。高壽命冷作模具建議選擇日本大同模具鋼DC53、瑞典一勝百模具鋼VIKING以及瑞典烏德霍姆工具鋼UDDEHOLM SLEIPNER、CALDIE、VANADIS 4 EXTRA等。以下是東莞弘超技術中心根據實際應用總結,結合模具失效實例,詳細介紹有關9Mn2V缺陷組織和失效分析等。

            ⒈9Mn2V鋼的帶狀組織:
            一般來說,9Mn2V鋼中碳化物分布比較均勻,但目前市場上供應的鋼材質量參差不齊,下圖所示就是因碳化物帶狀偏析嚴重而早期脆斷失效的冷沖模組織,圖片中間有一條較寬的碳化物密集帶,帶中的碳化物顆粒比較粗,模具因碳化物帶狀偏析而引起的附加組織應力最終導致模具脆斷。圖片的兩側是細針馬氏體,偏析帶內是隱針板條馬氏體,因此圖片中間呈黑色背影,兩側呈灰色。
            9Mn2V鋼(O2鋼)的碳化物帶狀偏析金相組織圖

            ⒉9Mn2V鋼的過熱過燒組織:
            在實際生產中,對9Mn2V鋼的過熱敏感性常常缺乏足夠的重視,因此工件屢屢過熱,下圖所示是磨床主軸的顯微組織,采用GCr15鋼的熱處理工藝,同時,考慮到工件直徑較粗,因此又適當提高了淬火加熱溫度,導致工件淬火開裂。從下圖中的組織估計淬火加熱溫度已達900℃以上,屬于嚴重過熱組織。
            9Mn2V鋼(O2鋼)的嚴重過熱組織圖

            鹽浴爐爐溫失控,或工件接觸電極,會出現過燒組織,如下圖所示,其中馬氏體針粗長,馬氏體針上的微裂紋已清晰可見,晶粒呈六角形,晶界已氧化開裂,工件因嚴重過燒而報廢。
            9Mn2V鋼(O2鋼)的過燒組織圖

            ⒊9Mn2V鋼制主軸裂紋形成原因分析:
            9Mn2V鋼常用來制造機床零件,例如磨床主軸等。其加工工序如下:
            鍛造→球化退火→機械加工→淬火→回火→磨加工。有一批主軸在磨加工后發現裂紋,裂紋外觀不具備磨削裂紋的特征,裂紋剛勁,縱向延仲,應是淬火裂紋。因此,做原材料毛坯和工件失效檢查。主軸毛坯的縱向退火組織如下圖所示,有錳鋼特有的影骼狀碳化物偏析帶,因帶狀偏析比較嚴重,偏析帶及其兩側珠光體片未能球化。從開裂主軸的淬火回火組織中可見有影骼狀碳化物偏析帶仍存在,基體是回火馬氏體+殘留奧氏體+剩余碳化物,碳化物帶兩側的馬氏體針較粗。從組織上分析可以判斷:主軸開裂是由于原材料中存在比較嚴重的骨骼狀碳化物偏析帶,因此退火時片狀珠光體未能全部球化,淬火后該地區形成粗針馬氏體組織,產生較大的淬火應力,與組織不均勻引起的附加應力相疊加,最終使工件淬火開裂。采用雙細化工藝,可以改善碳化物的分布,防止開裂,提高工件使用壽命。
            9Mn2V鋼(O2鋼)制主軸毛坯的退火組織圖

            9Mn2V鋼的產品資料:【9Mn2V(國產O2)產品簡介
            9Mn2V鋼的綜合資訊:【9Mn2V-國產O2模具鋼

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