模具钢抗热疲劳性的解释

　　在使用条件下，热作模具钢不仅要经受载荷的周期性变化，还要经受高温和周期性的淬火和加热。因此，评价热作模具钢的抗断裂性能应关注材料的热机械疲劳断裂性能。机械疲劳是综合性能的指标，包括热疲劳性能、机械疲劳裂纹扩展速率和断裂韧性。

　　热疲劳性能反映了材料在热疲劳裂纹萌生前的工作寿命。抗热疲劳性高的材料有更多的热循环来引发热疲劳裂纹。机械疲劳裂纹扩展速率反映了热疲劳裂纹萌生后裂纹在锻造压力作用下向内部扩展时各应力循环的扩展量。断裂韧性反映了材料对现有裂纹的不稳定性和扩展的抵抗能力。对于高断裂韧性的材料，如果裂纹要不稳定地生长，裂纹尖端的应力强度因子必须足够高，即裂纹长度必须很大。在应力不变的前提下，模具中已经存在疲劳裂纹。如果模具材料的断裂韧性较高，裂纹必须延伸得更深，才能发生不稳定扩展。

　　也就是说，热疲劳抗力决定了疲劳裂纹萌生前的那部分寿命；但裂纹扩展速率和断裂韧性可以决定裂纹萌生后发生亚临界扩展的部位的寿命。因此，如果热加工模具要有较长的寿命，模具材料应具有高的抗热疲劳性、低的裂纹扩展速率和高的断裂韧性。

　　热疲劳抗力指数可以通过引发热疲劳裂纹的热循环次数来测量，或者通过疲劳裂纹的次数和某一热循环后的平均深度或长度来测量。