国产高速钢M2/W6Mo5Cr4V2的失效特征

高速钢模具结构中不可避免存在宏观、微观应力集中，高硬度材料的应力集中对断裂失效分析有重要研究和应用意义。

国产高速钢M2/W6Mo5Cr4V2缺口敏感性研究采用轴对称缺口拉伸试样。缺口应力集中系数分别为4.5，3.8，3.2，2.4和1，M2/W6Mo5Cr4V2钢分别采用1170℃，1190℃，1210℃和1230℃淬火560℃回火后的性能。

实验表明，M2/W6Mo5Cr4V2钢缺口断裂韧度随缺口半径r1/2呈线性递增关系：K1(r)=K1(ro)+Yr1/2；淬火温度上升，断裂韧度K1(ro)下降，K1(r)-r1/2曲线斜率亦从Y=491下降到173。斜率变化不同表明，低温斜率Y值高于高温状态，说明低温淬火更有利于提高材料抗应力集中的能力。

M2/W6Mo5Cr4V2钢的断口分形维数与处理工艺的关系
在断口扫描电镜观察的同时，使用SEM入射电子束沿断口表面一定方向扫描得到二次电子线曲线图。该曲线反映了断口沿此方向的二次电子线强度变化。材料断裂表面的不规则程度按统计意义上讲可以用分形维数D(无量纲)来定量描述。

随着淬火温度增加，M2/W6Mo5Cr4V2钢分维数D呈下降趋势，即D值从1170时的1.165降到1230时的1.375，同时可以看出，随着断裂韧度K1c和冲击韧度Ak的增大材料的D值也增大。D值大小是表征断口不平整程度大小的度量，D值大表明断口表面不平度大，断裂时消耗能大，通过断口照片和二次电子线对应比较可以说明这种对应关系。分析M2/W6M85Cr4V2钢分形维数D与HRC，晶粒尺寸d，弯曲强度的关系可知，随着钢弯曲强度δb的增加，D值增大，随着硬度HRC增大，或晶粒尺寸d的增加，D值随之减少小，淬火温度提高，M2/W6M85Cr4V2钢的,δb晶粒尺寸d增大，硬度HRC增大，而韧性K1c和Ak均减小，因此断裂时的能耗和D值均减少。

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