熱作工具鋼的最新趨向已如前所述，現(xiàn)在談?wù)剳?yīng)用斷裂力學(xué)對(duì)材料韌性的評(píng)估在工具鋼領(lǐng)域中廣泛實(shí)行的不同看法。
    韌性是脆性的反義詞。如工具在使用中產(chǎn)生缺口或斷裂時(shí)，稱之為工具的韌性差。可是關(guān)于韌性的技術(shù)意義未必明確。韌性本來(lái)就是對(duì)高強(qiáng)度材料使用的語(yǔ)言。在軟且有延展性的材料中不使用韌性的說(shuō)法，對(duì)它們使用所謂延性或黏性的說(shuō)法。
    羅斯( Rose)定義“高硬度工具鋼的韌性是不發(fā)生斷裂能吸收的能量的能力”，根據(jù)破斷前的功來(lái)評(píng)估。羅伯特( Roberts)等敘述，“工具鋼的韌性考慮為斷裂前能變形的能力與能抵抗永久變形的能力的組合”。還有Zaustin剖析了塑性變形能，敘述所謂塑性材料就是在最大垂直應(yīng)力使材料達(dá)到裂開強(qiáng)度以前，由于最大剪切應(yīng)力就已發(fā)生屈服的材料，所謂脆性材料就是引起塑性變形前最大垂直應(yīng)力超越材料切斷強(qiáng)度的材料。了解更多的相關(guān)資訊，敬請(qǐng)關(guān)注東莞弘超模具鋼材(日本大同模具鋼、瑞典一勝百模具鋼、瑞典烏德霍姆工具鋼UDDEHOLM、德國(guó)葛利茲模具鋼Groditz、日本日立模具鋼HITACHI METALS、日本不二越高速鋼NACHI、美國(guó)熔爐斯伯粉末冶金工具鋼CPM、國(guó)產(chǎn)新型模具鋼、基體鋼及基體高速鋼、無(wú)磁模具鋼等)專業(yè)網(wǎng)站www.syfukang.com。最新的模具鋼材動(dòng)態(tài)資訊，海量的模具鋼材產(chǎn)品資料，盡在東莞市弘超模具科技有限公司模具鋼材專業(yè)網(wǎng)站。
Kindbom對(duì)硬鋼的韌性進(jìn)行了綜合考察，定義為“所謂韌性是能塑性變形的能力”。由這些觀點(diǎn)，硬的工具鋼的韌性，以前是根據(jù)靜態(tài)抗彎試驗(yàn)、靜態(tài)扭轉(zhuǎn)試驗(yàn)、沖擊彎曲試驗(yàn)、沖擊扭轉(zhuǎn)試驗(yàn)等來(lái)進(jìn)行評(píng)估。對(duì)結(jié)構(gòu)鋼經(jīng)常應(yīng)用的拉伸試驗(yàn)，在58HRC以上的高硬度工具鋼，即冷作模具鋼或高速工具鋼等的淬火回火材中，由于試驗(yàn)中從微小缺口破斷，因此得不到正確的試驗(yàn)值，不怎么適用。而且，上述的韌性試驗(yàn)方法由于對(duì)各自試樣應(yīng)力附加方向或應(yīng)力附加速度不同，所以只能提供評(píng)估顯微組織引起的差異。總之，以這些試驗(yàn)得出的韌性對(duì)材料進(jìn)行相對(duì)的、定性的評(píng)估是有效的，但設(shè)計(jì)中不能采用這樣的力學(xué)性能值。東莞弘超提供模具失效及模具壽命解決方案“一站式”服務(wù)。
    二次世界大戰(zhàn)中開發(fā)了超強(qiáng)鋼，得到廣泛使用，但這種材料一旦發(fā)生龜裂，在低應(yīng)力下就有一舉產(chǎn)生斷裂的危險(xiǎn)性。20世紀(jì)50年代，為了對(duì)月球發(fā)射火箭，美國(guó)、蘇聯(lián)開始激烈競(jìng)爭(zhēng)，但用超強(qiáng)鋼制作的壓力容器或火箭加速器在火箭發(fā)射后不久在空中屢屢發(fā)生大爆炸事故。防止上述超強(qiáng)鋼(σy>1400MPa)發(fā)生斷裂事故成為國(guó)家需要解決的急迫任務(wù)，這一結(jié)果使在美國(guó)材料試驗(yàn)學(xué)會(huì)(ASTM)設(shè)置了關(guān)于研究超強(qiáng)鋼斷裂的委員會(huì)，展開了歷經(jīng)約10年的基礎(chǔ)研究。其最大成果是材料的抵抗斷裂與斷裂前斷裂表面能量那種不明確情況沒有了，抓住力的形式提出了斷裂韌性值KIC。
1958年由Irwin引入應(yīng)力擴(kuò)大系數(shù)（表示應(yīng)力集中強(qiáng)度的系數(shù)）。
    K=σ(απa)1/2
    式中，σ為拉伸應(yīng)力，α為由龜裂形狀確定的常數(shù)，a為龜裂長(zhǎng)度。
    外力σ增大，由于龜裂進(jìn)展不穩(wěn)定斷裂時(shí)的臨界K值作為Kc，定義為斷裂韌性值。KIC是在缺口形式的龜裂模式中平面變形條件下的斷裂韌性。
    工具經(jīng)過：(1)龜裂的發(fā)生；(2)龜裂的進(jìn)展；(3)工具的斷裂這3個(gè)階段到達(dá)斷裂。在工具的缺口或工具中存在的缺陷，如夾雜物、大塊碳化物、表面缺陷等情況下應(yīng)力集中，使用中由于受到交變應(yīng)力而疲勞，包括因交變熱應(yīng)力產(chǎn)生的熱裂，由此引起第(1)階段的龜裂。第(2)階段由疲勞龜裂的進(jìn)展性來(lái)決定。材料的脆性大時(shí)龜裂迅速進(jìn)展。斷裂韌性KIC小的情況下，微小的疲勞龜裂引起第(3)階段工具大破裂。
    為了防止工具的斷裂，材料采用健全，沒有表面及內(nèi)部的缺陷，疲勞強(qiáng)度大，疲勞龜裂進(jìn)展速度小，KIC值大是必要的。對(duì)于工具鋼，特別比較仔細(xì)地研究了熱作模具鋼。在熱作工具中由于熱裂或燒結(jié)產(chǎn)生局部的塑性流動(dòng)發(fā)生表面龜裂，隨著使用過程龜裂逐漸成長(zhǎng)，最后發(fā)生大破裂，走過這種典型的破損過程到達(dá)工具壽命。另一方面在冷作工具中，因硬度非常高所以龜裂進(jìn)展極為迅速，工具壽命主要由發(fā)生最初的龜裂來(lái)支配。

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