1、中华人民共和国国家标准GB/T 15824-1995 热作模具钢热擅劳试验方法Thermal fatigue testing method for hot die steel 1 主题内容与适用范围本标准规定r热作模具钢热疲劳试验方法中的符号和术语、试样及其制备、试验设备、试验程序、热疲劳级别图谱及数据处理、试验报告内容。本标准适用于测定热作模具钢的冷热疲劳陀能。材料研制、机械设计、工艺和质量控制、产品性能和失效分析可参照使用本标准。2 引用标准GB 2614 镇铅锦硅热电偶丝及分度表GB 3772 铅姥10-铅热电偶丝及分度表3 符号术语3. 1 符号、术语、定义及单位见表10表l序号符号术
2、语正 l Trnu(T2) 上限温度试验的最高温度2 Tin CT 1 ) 下限温度试验的最低温度3 T九表面温度试样的表面温度4 Tc 心部温度试样的心部温度义单位C C C C 真实且应变击罔在一次循环中.最大与最小真实应变的代数差.E=时Trnu5 A -T mln) 6 C., 真实塑性应变范围总应变范围与弹性应变范围之差7 u 线膨胀系数K -! 8 1 T r.in下的屈服强度试验材料在温度为Tmio下的屈服强度P. 9 2 T _，下的屈服强度试验材料在温度为Tm下的屈服强度P. 10 E飞T tnin下的弹性模最试验材料在F限温度Tmin下的弹性模最GPa 11 E, Tm.下
3、的弹性模量试验材料在上限温度T阳下的弹性模量GPa 12 l Tmin下的泊松比试验材料在下限温度Tmin的泊松比13 2 T mu f的泊松比试验材料在上限温度TmuF的泊松比14 r 加热时间s 国家技术监督局1995-12-13批准1996-08-01实施104 GB/T 15824-1995 续表l序号符号术语定3 15 P 表面功率高频加热设备给试样加热时的表面功率16 R 试样半径17 Y 与试佯轴心的距离试样内某点距试梓轴心的距离18 p 试佯宿度19 C 比热容试验材料的比热容20 K 热导率试样材料的热导率21 径向应力试样内某住在径向上的应力22 (1u 切向应力试样内某点
4、在切向上的应力23 u 轴向应力试样内某点在轴向上的应力24 601 温度差表面温度和心部温度之差601=1，-13. 2 冷热疲劳是指材料在交变温度F.由于热应力使材料损伤以致开裂的现象。4 试样及制备单位w 口1mmm kg/ml !(kg.K) W!(m K) Pa Pa Pa 4. 1 热疲劳试样的形状及尺寸见图1.图中有两个轴向平行平面，粗糙度为R.O.32m的面为观察面，另一面焊热电偶。 , 莫余3手/2c 8 h s 图l试样尺寸4.2 试样按材料或零件技术规范所规定的部位和方向切取。试样的切取不应改变材料的力学性能。4.3 试样观察面的表面粗糙度R.的最大允许值为O.32m.
5、5 试验设备5. 1 试验原理及试验设备方框图试验原理主要参照瑞典Uddeholm热疲劳实验法，其原理是利用高频感应快速加热，达到试验上限温度(Tmu_)后用压缩空气或压缩空气加水(喷雾)或水急速冷却至下限温度CTm，.)。试样由于内约束而产生热应力，在热应力作用下，循环定次数后试样表面产生损伤程度不同的热疲劳龟裂。这种龟裂和失效模具上的龟裂形貌相似。试验设备方框图见图2 IOS GB/T 15824 1995 r-y j.且豪仪热电偶温度控制仪感应圈外圆高频摔火变压器罐应捆内圃电磁闽冷却介质图2试验设备方框图5. 2 主机及洋火变压器冷却水高颇感应加热装置热疲劳试验法的主机为高频感应加热设备
6、(推荐型号为GP10-CW们，经洋火变压器转换后联结复合感应圈使试样加热。5.3 感应因为达到不同的冷却速度及感应圈本身冷却的需要，感应圈需作成复合式的，其外圈通过循环水冷却感应圈自身，其内阁是通过冷却介质冷却试样的。根据实验条件对冷却速度的要求.可以喷水、喷雾或喷压缩空气，这部分由电磁阀控制，停电时开启，通电加热则自动关闭。感应圈结构简图见图30感应圈内径为15mm，高度为12mmo内部喷孔孔径为lmm，间距为3mm，均匀分布。30图3感应圈简图E 试验程序6. 1 开启主机，使其预热30min至60mino6.2 准备好冷却介质，如开启空气压缩机以便喷雾或喷压缩空气。6.3 将试样置入试验
7、台支座。试样与感应圈同心。6.4 温度测量热电偶焊在试样上在接测量。6.4.1 热电偶6.4.1.1 一般试验温度在850C以干。具体要求参见GB2614放GB3772. 6.4.1.2 热电偶的直径根据两个因素选择，第一，在高温下不变质;第二，测温的灵敏度高。作热疲劳试验需选用O.10.3mm直径的热电偶，温度低选用。.1mmt温度高选用。.3mmo温度误差应控制在.t:l C以内。6.4.1.3 热电偶焊接时应将热电偶的端部分别焊在试样表面，两个焊点间距保持约lmmo为防止虚焊，焊点需用100倍的显微镜检查。6.5 记录装置对循环温度的变化及循环次数需作记录，温度记录装置的误差不应超过士1
8、WC。106 GBjT 1 5 B 24 -1 995 7 热疲劳级别图谱及数据处理7. 1 i式验完后试样经缓蚀戒清洗.去掉试样表面的水垢后.选择试样上感应加热带的中心位置在80倍读数显微镜下观察或照相后与标准图谱比较，从龟裂间的严重程度、主裂纹尺于方面接统计方法各评一个级别，然后将这两种级别相加使得到l此试样的热疲劳级别。热疲劳级别图谱见图4.网状裂纹主裂纹1 飞呵、 甲 -.叫2 ituk 3 、J飞-J?马、 .，二414hw h丸-_.一-F 一一咕一_，.;:1给奇主吁-句也斗盼午一-吁一峰中气JJIJi il i 热疲劳级别图谱X80 107 15824-1995 GB!T 主裂
9、纹 , 户，.伊俨陶-.阳同状哥哥纹4 ，飞，泸斗争勒A飞 5 -s , 嗣酣可?斗&. 哼i: _, 叫. 号、Awr , ;与;I hA嘱句 6 - 4 、A!宫a步扣告扣J飞电嗡苦飞吃2 元- . 轮吨:民A 8手? ，卢 1重、如J 7 ?飞r 4 续图10 GB/T 15824-1995 网t!:裂纹8 9于10 续因43裂纹、 , 启怕句. 1、气结,.- 飞飞7.2 肉冷热疲劳试验数据有定的分散性.故b一纽工ZJ需准备二根试样.以便进行重复性验证。7.3 如儿种材料进行热疲劳性能对比，循环次数通常为1800次(或根据旧户要求人热疲劳级别高贝u热疲劳性能差，试验结果用|刽5的形式表示。性l中日材料冷热疲劳性能最好.A材料热疲劳性能最差。109 GB/T 15824 1995 高刷刷hm锢在A 10 8 6 12 帽环1000次C 4 A、B、C三种材料的热疲劳级别2 图5实验报告及其内容8 材料的牌号、名称、炉号、热处理工艺参数。试验条件2试验机型号、试验上下限温度、循环次数、冷却介质。评定级别。试验时间。咽lnd吨Saq nMuaM挝H挝u附加说明.本标准由中华人民共和国机械工业部提出。本标准由全国模具标准化技术委员会归口。本标准由北京机电研究所、华中理工大学负责起草。本标准主要起草人汤继跃、李熙章、李亚兰、施占华。110
