NOS525钢热锻模具早期开裂失效分析

采用直读光谱仪、数显洛氏硬度计、光学显微镜、扫描电镜及能谱仪,对NOS525钢热锻模具早期开裂失效件的化学成分含量、断口特征形貌及金相组织进行检测和分析.结果显示,显微组织中的马氏体针尤为细长,该组织属于晶粒粗大的过热组织,主要原因为:模具在热处理过程中高温区加热时间过长,造成组织晶粒的急剧长大,且随着基体组织中碳含量的增加,马氏体形态由条状转变为针状,材料强度降低且脆性增大.由扫描电镜检测得知,模具开裂断面呈准解理断口及出现条状撕裂棱,表明组织中存在低硬度的软点区,断口表面的撕裂棱特征形貌属于淬火后未转变的残余奥氏体组织.残余奥氏体在应力作用下易发生马氏体相变,从而增加组织应力,进一步加大了材料开裂风险,降低模具的使用性能.同时,热锻模具在使用过程中,工作面存在冷却不及时或冷却不彻底的现象,使得模腔凹槽部位产生明显的热疲劳裂纹.