李文正, 董敏鹏, 苏子宽, 李金龙

(1.中国科学院宁波材料技术与工程研究所 中国科学院海洋新材料与应用技术重点实验室浙江省海洋材料与防护技术重点实验室, 宁波 315201；2.中国科学院大学材料与光电研究中心, 北京 100049)

模具是制造业的基础工艺装备，也被称为“制造业之母”。模具生产技术水平的高低，已成为衡量一个地区制造水平高低的重要标志[1]。目前，全世界模具市场规模超过1 000亿美元，其中日本、德国、美国、意大利等发达国家凭借其先进的模具生产技术、卓越的设计能力和技艺精良的工人,在全球模具行业保持领先地位,我国模具制造业产值占全球的三分之一。S136模具钢因其良好的耐蚀性、镜面抛光性能与热疲劳性能得到广泛应用[2]。但是，热处理工艺不合理会使S136钢模具产生各种缺陷，从而在服役过程中产生断裂失效[3]。本研究中的S136钢模具是以压铸或锻压成型方法制造的，S136钢模具在锻造加工成型过程中出现开裂，针对断口处进行了一系列理化检验，以避免该类问题的再次发生。

1 理化检验

1.1 化学成分分析

采用MAXx16-M型火花直读光谱仪测定该失效S136钢模具的化学成分，结果见表1。经过查阅对比发现该钢模具的化学成分符合S136钢模具成分与一般S136钢模具成分差异不大[4-5]。

表1 S136钢模具的化学成分Tab.1 Chemical compositions of S136 steel die %

1.2 断口分析

采用FEI Quanta FEG 250型扫描电镜对该失效S136钢模具断口进行宏观和微观观察。金属零件的断裂过程大概分为裂纹萌生、裂纹亚稳态扩展及失稳扩展三个阶段[6-7]。……