在机械制造业中,一般机械零件都是在常温、常压和非常强烈腐蚀性介质中使用的,且在使用过程中各机械零件都将承受不同 载荷的作用。冲压模具材料在载荷作用下抵抗破坏的性能,称为力学性能(过去也称为机械性能)。冲 压模具材料的力学性能是零件的设计和选材时的主要依据。外加载荷性质不同(例如拉伸、压缩、扭转 、冲击、循环载荷等),对冲压模具材料要求的力学性能也将不同。常用的力学性能包括:强度、塑性 、硬度、冲击韧性、多次冲击抗力和疲劳极限等。疲劳许多机械零件和工程构件,是承受交变载荷工作的。
在交变载荷的作用下,虽然应力水平低于材料的屈 服极限,但经过长时间的应力反复循环作用以后,也会发生突然脆性断裂,这种现机械零件象叫做冲压模具材料的疲劳。冲压模具材料疲劳断裂的特点是:(1)载荷应力是交变的;(2)载荷的作用时间较长;(3)断裂是瞬时发生的;(4)无论是塑性材料还是脆性材料,在疲劳断裂区都是脆性的。所以,疲劳断裂是工程上最常见、最危险的断裂形式。冲压模具材料的疲劳现象,按条件不同可分为下 列几种:(1)高周疲劳:指在低应力(工作应力低于材料的屈服极限,甚至低于弹性极限)条件下,应力循环周 数在100000以上的疲劳。它是最常见的一种疲劳破坏。高周疲劳一般简称为疲劳。(2)低周疲劳:指在高应力(工作应力接近材料的屈服极限)或高应变条件下,应力循环周数在 10000~100000以下的疲劳。由于交变的塑性应变在这种疲劳破坏中起主要作用,因而,也称为塑性疲劳 或应变疲劳。(3)热疲劳:指由于温度变化所产生的热应力的反复作用,所造成的疲劳破坏。
(4)腐蚀疲劳:指机器部件在交变载荷和腐蚀介质(如酸、碱、海水、活性气体等)的共同作用下,所 产生的疲劳破坏。
(5)接触疲劳:这是指机器零件的接触表面,在接触应力的反复作用下,出现麻点剥落或表面压碎剥落 ,从而造成机件失效破坏。塑性塑性是指冲压模具材料在载荷外力的作用下,产生永久变形(塑性变形)而不被破塑性变形坏的能力。 冲压模具材料在受到拉伸时,长度和横截面积都要发生变化,因此,冲压模具的塑性可以用长度的伸长 (延伸率)和断面的收缩(断面收缩率)两个指标来衡量。冲压模具材料的延伸率和断面收缩率愈大,表示该材料的塑性愈好,即材料能承受较大的塑性变形而不 破坏。
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