朱振强，宁 辉，左鹏鹏，吴晓春

上海大学材料科学与工程学院，上海 200444

热疲劳开裂是热作模具在压铸和热锻过程中主要的失效形式，压铸和热锻都处于温度较高的工况下，作为压铸模具钢，由于高温熔融铝合金液体的注入，模具要承受 700 ℃ 左右的温度[1−2]；而作为热锻模具，型腔表面要承受1100～1200 ℃的温度[3]. 热疲劳是由加热和冷却循环交替引起的，在循环加热和冷却的条件下，模具中会产生较大的热梯度，从而使模具在加热时处于压缩状态受到压应力和压应变，在冷却时处于拉伸状态受到拉应力和拉应变[4−5]. 这种交替的拉压状态将导致模具材料强度下降. 随着循环次数的增加，会在模具上产生细小裂纹并扩展，最终导致模具失效，这被称为热疲劳失效[3, 6, 7]. 热疲劳失效是常见的失效形式，且在模具失效中占很大比例，严重影响模具使用寿命，由于高额的维护和更换成本，热疲劳失效会对企业造成很大的损失[8−10]，因此研究高温下热作模具钢疲劳行为在科学研究和工程应用中都有重要的意义.

国内外已经有许多学者对热作模具钢的热疲劳行为进行了相关的研究，但研究以Uddeholm自约束热疲劳实验为主[11−12]，仅考虑了温度产生的热应变对模具材料的影响，没有考虑实际服役过程中模具还要承受的机械载荷产生的机械应变[13].等温疲劳实验兼顾温度和机械载荷的影响，由于其试验方法和设备较为成熟，在热作模具钢高温疲劳行为中应用广泛. 德……