疲勞失效的特征:模具某些部位經(jīng)過一定的服役期,萌生了細(xì)小的裂紋,并逐漸向縱深擴(kuò)展,擴(kuò)展到一定尺寸時(shí),嚴(yán)重削弱模具的承載能力而引起斷裂。疲勞裂紋萌生于應(yīng)力較大部位,特別是應(yīng)力集中部位(尺寸過渡、缺口、刀痕、磨損裂紋等處),疲勞斷裂時(shí)斷門分兩部分,一部分為疲勞裂紋發(fā)展形成的疲勞處破裂斷面,呈現(xiàn)貝殼狀,疲勞源位于貝殼頂點(diǎn)。另一部分為突然斷裂,呈現(xiàn)不平整粗糙斷面。
使模具發(fā)生疲勞損傷的根本原因?yàn)樘丨h(huán)載荷,凡可促使表面拉應(yīng)力增大的因素均能加速疲勞裂紋的萌生。
冷作模具在高硬狀態(tài)下工作時(shí),模具鋼具有很高的屈服強(qiáng)度和很低的斷裂韌性。高的屈服強(qiáng)度有利于推遲疲勞裂紋的產(chǎn)生,但低的斷裂韌性使疲勞裂紋的擴(kuò)展速率加快和臨界長度減小,使疲勞裂紋擴(kuò)展循環(huán)數(shù)大大縮短,因此,冷作模具疲勞壽命主要取決于疲勞裂紋萌生時(shí)間。
熱作模具一般在中等或較低的硬度狀態(tài)下服役,模具斷裂韌性比冷作模具高得多,因此,在熱作模具中,疲勞裂紋的擴(kuò)展速度低于冷作模具,臨界長度大于冷作模,熱作模具疲勞裂紋的亞臨界擴(kuò)展周期較冷作模長得多,但熱作模具表面受急冷,急熱很易萌生冷熱疲勞裂紋,熱作模具的疲勞裂紋萌生時(shí)間比冷作模短得多,因此,許多熱作模其疲勞斷裂壽命主要取決于疲勞裂紋擴(kuò)展的時(shí)間。