9Mn2V缺陷组织和失效分析实例-带状组织 过热过烧组织 裂纹形成原因分析|东莞市弘超模具科技有限公司


9Mn2V缺陷组织和失效分析实例-带状组织 过热过烧组织 裂纹形成原因分析

9Mn2V缺陷组织和失效分析实例-带状组织 过热过烧组织 裂纹形成原因分析

9Mn2V缺陷组织和失效分析实例
带状组织、过热过烧组织
裂纹形成原因分析



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9Mn2V钢是一种较为普及的冷冲模具钢种,属于Mn2系高碳低合金冷作模具钢。9Mn2V钢淬火变形小,韧性、淬透性偏低,具有强烈抑制过热敏感性以及网状碳化物的析出倾向,易于锻造、退火,加工性能好。高寿命冷作模具建议选择日本大同模具钢DC53、瑞典一胜百模具钢VIKING以及瑞典乌德霍姆工具钢UDDEHOLM SLEIPNER、CALDIE、VANADIS 4 EXTRA等。以下是东莞弘超技术中心根据实际应用总结,结合模具失效实例,详细介绍有关9Mn2V缺陷组织和失效分析等。

⒈9Mn2V钢的带状组织:
一般来说,9Mn2V钢中碳化物分布比较均匀,但目前市场上供应的钢材质量参差不齐,下图所示就是因碳化物带状偏析严重而早期脆断失效的冷冲模组织,图片中间有一条较宽的碳化物密集带,带中的碳化物颗粒比较粗,模具因碳化物带状偏析而引起的附加组织应力最终导致模具脆断。图片的两侧是细针马氏体,偏析带内是隐针板条马氏体,因此图片中间呈黑色背影,两侧呈灰色。
9Mn2V钢(O2钢)的碳化物带状偏析金相组织图

⒉9Mn2V钢的过热过烧组织:
在实际生产中,对9Mn2V钢的过热敏感性常常缺乏足够的重视,因此工件屡屡过热,下图所示是磨床主轴的显微组织,采用GCr15钢的热处理工艺,同时,考虑到工件直径较粗,因此又适当提高了淬火加热温度,导致工件淬火开裂。从下图中的组织估计淬火加热温度已达900℃以上,属于严重过热组织。
9Mn2V钢(O2钢)的严重过热组织图

盐浴炉炉温失控,或工件接触电极,会出现过烧组织,如下图所示,其中马氏体针粗长,马氏体针上的微裂纹已清晰可见,晶粒呈六角形,晶界已氧化开裂,工件因严重过烧而报废。
9Mn2V钢(O2钢)的过烧组织图

⒊9Mn2V钢制主轴裂纹形成原因分析:
9Mn2V钢常用来制造机床零件,例如磨床主轴等。其加工工序如下:
锻造→球化退火→机械加工→淬火→回火→磨加工。有一批主轴在磨加工后发现裂纹,裂纹外观不具备磨削裂纹的特征,裂纹刚劲,纵向延仲,应是淬火裂纹。因此,做原材料毛坯和工件失效检查。主轴毛坯的纵向退火组织如下图所示,有锰钢特有的影骼状碳化物偏析带,因带状偏析比较严重,偏析带及其两侧珠光体片未能球化。从开裂主轴的淬火回火组织中可见有影骼状碳化物偏析带仍存在,基体是回火马氏体+残留奥氏体+剩余碳化物,碳化物带两侧的马氏体针较粗。从组织上分析可以判断:主轴开裂是由于原材料中存在比较严重的骨骼状碳化物偏析带,因此退火时片状珠光体未能全部球化,淬火后该地区形成粗针马氏体组织,产生较大的淬火应力,与组织不均匀引起的附加应力相叠加,最终使工件淬火开裂。采用双细化工艺,可以改善碳化物的分布,防止开裂,提高工件使用寿命。
9Mn2V钢(O2钢)制主轴毛坯的退火组织图

9Mn2V钢的产品资料:【9Mn2V(国产O2)产品简介
9Mn2V钢的综合资讯:【9Mn2V-国产O2模具钢

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