模具材料疲劳断裂的原因

No.1 疲劳与开裂的概念 

1. 疲劳：金属资料在应力或应变的重复效果下产生的性能改变称为疲惫。

   
   

2. 2.疲劳开裂：资料承受交变循环应力或应变时，引起的部分结构改变和内部缺陷的不断地发展，使资料的力学性能下降，最终导致产品或资料的完全开裂，这个过程称为疲惫开裂，也可简称为金属的疲惫。引起疲惫开裂的应力一般很低，疲惫开裂的产生，往往具有突发性、高度部分性及对各种缺陷的敏感性等特色。

   
   

3. No.2 疲劳开裂的分类 1.高周疲惫与低周疲惫 如果效果在零件或构件的应力水平较低，损坏的循环次数高于10万次的疲惫，称为高周疲惫。例如绷簧、传动轴、紧固件等类产品一般以高周疲惫见多。 效果在零件构件的应力水平较高，损坏的循环次数较低，一般低于1万次的疲惫，称为低周疲惫。例如压力容器，汽轮机零件的疲惫损坏归于低周疲惫 。 2.应力和应变剖析 应变疲惫——高应力，循环次数较低，称为低周疲惫； 应力疲惫——低应力，循环次数较高，称为高周疲惫。 复合疲惫，但在实际中，往往很难区分应力与应变类型，一般情况下二种类型兼而有之，这样称为复合疲惫。 3.按照载荷类型分类 弯曲疲惫、改变疲惫、拉压疲惫、触摸疲惫、振动疲惫、微动疲惫。

   
   

4. No.3 疲劳开裂的特征 微观：裂纹源→扩展区→瞬断区。 裂纹源：外表有凹槽、缺陷，或许应力集中的区域是产生裂纹源的前提条件。 疲惫扩展区：断面较平坦，疲惫扩展与应力方向相垂直，产生显着疲惫弧线，又称为海滩纹或贝纹线。 瞬断区：是疲惫裂纹敏捷扩展到瞬间开裂的区域，断口有金属滑移痕迹，有些产品瞬断区有放射性条纹并具有剪切唇区。 微观：疲惫开裂典型的特征是呈现疲惫辉纹。 一些微观试样中还会呈现解理与准解理现象（晶体学上的称号，在微观显象上呈现的小平面），以及韧窝等微观区域特征。

   
   

5. No.4 疲劳开裂的特色

   （1）开裂时没有显着的微观塑性变形，开裂前没有显着的预兆，往往是突然性的产生，使机械零件产生的损坏或开裂的现象，损害十分严重。

   （2）引起疲惫开裂的应力很低，往往低于静载时屈从强度的应力负荷。

   （3）疲惫损坏后，一般可以在断口处能清楚地显示出裂纹的产生、扩展和最后开裂的三个区域的组成部分。