提高新型高Cr热作模具钢焊缝热疲劳性能的研究

【摘要】： 热作模具在恶劣的工况条件下极易产生热疲劳等失效,对热作模具进行补焊修复可以提高其使用寿命,降低生产成本。本文采用TIG焊方法对新型高Cr热作模具钢进行焊接试验,主要研究低温去应力退火工艺及不同工艺参数和作用时机的脉冲电流处理工艺对补焊试件焊缝热疲劳性能的影响规律和作用机制,并采用Ansys对放电结束瞬间的温度场和应力场进行数值模拟。 结果表明,合理的低温退火处理工艺可改善热作模具钢焊缝区组织;减缓试件热疲劳裂纹的扩展速率和表面龟裂程度;减小热疲劳试件表面硬度降低趋势;降低电阻增长率,从而提高其热疲劳抗力。脉冲电流处理对热疲劳裂纹的扩展、试件表面硬度及电阻有较大影响。利用Ansys对预脉冲处理试件切口尖端附近区域温度场和应力场进行数值模拟,结果表明,切口尖端出现局部高温区(试件熔点1519℃附近)和压应力区。通过热疲劳试验优化的预脉冲处理工艺参数为:触发电压7V,电流作用时间460ms。在500次热疲劳循环后作用以脉冲电流,试件具有更优的热疲劳稳定性。