用于評價失效抗力或承載能力的指標:對于整體材料通常用硬度(HRC)等。對于裂紋體(缺口)及缺口強度等。對韌性斷裂的材料,這些指標測得的試驗數(shù)據(jù)相對比較穩(wěn)定,重現(xiàn)性好,能夠較好地反映材料的失效抗力指標。
對于脆性斷裂的材料,包括韌-脆混合斷裂的材料,其失效抗力的評價還很不完善。主要問題是這類材料鍛件的屈服與斷裂無明顯界限;材料性能測試數(shù)據(jù)分散性大,測定較困難,因而國內(nèi)外對此類材料的評價各不相同。經(jīng)過對W6Mo5Cr4V2鋼冷擠壓沖頭模具實際承載能力分析計算可知,脆性失效材料承受工作應變能力是斷裂消耗能的上千倍,幾乎全部能量轉(zhuǎn)變?yōu)閿U展動能,使沖頭迅速爆裂。
材料強度和韌度雖然并非總是相互矛盾,但這種矛盾關(guān)系具有普遍性。
根據(jù)實踐經(jīng)驗,在選擇模具材料和制定合理處理工藝方面,提出一些減少冷作模具早期失效的途徑。
1.細化冷作模具鋼的碳化物的顆?;蚓Я3叽?,可提高鍛件材料強度和斷裂韌度,提高材料抗脆斷能力。
2.提高模具表面質(zhì)量,由于脆性材料對表面缺陷特別敏感(缺口應力集中),采用拋光、磨光、表面強化等途徑均可提高抗脆斷能力。
3.復相組織增韌增強,在材料中增加一種或數(shù)種增韌增強的彌散組織,可以起到吸收能量,阻礙裂紋擴展的作用。
4.纖維增強復合材料,利用金屬和非金屬纖維材料的強韌性配合制備復合材料,提高抗斷裂強度。
5.梯度材料,根據(jù)不同性能要求采用復合多層功能梯度材料,如用表面抗脆性能好的涂層材料來提高表面韌度等。
6.采用不同加工工藝,熱處理工藝等,如脆斷失效減硬度,變形失效增硬度等,可以在一定范圍內(nèi)提高抗脆斷能力。