عملکرد فولاد قالب
مقاومت در برابر خستگی حرارتی
علاوه بر تغییر دوره ای بار، فولاد قالب داغ نیز تحت تأثیر دمای بالا و سرد شدن و گرمایش سریع دوره ای قرار می گیرد. بنابراین، ارزیابی مقاومت به شکست فولاد قالب داغ باید توجه بیشتری به ویژگی شکست خستگی مکانیکی حرارتی ماده داشته باشد. خستگی حرارتی یک شاخص عملکرد جامع است که شامل سه جنبه است: عملکرد خستگی حرارتی، سرعت رشد ترک خستگی مکانیکی و چقرمگی شکست.
عملکرد خستگی حرارتی نشان دهنده عمر کاری ماده قبل از شروع ترک خستگی حرارتی است. تعداد چرخه های حرارتی مواد با مقاومت در برابر خستگی حرارتی بالا بیشتر است. نرخ انتشار ترک خستگی مکانیکی، میزان انتشار هر چرخه تنش را زمانی که ترک تحت اثر فشار آهنگری پس از شروع ترک خستگی حرارتی به داخل منتشر می‌کند، منعکس می‌کند. چقرمگی شکست نشان دهنده مقاومت یک ماده در برابر انتشار ناپایدار ترک های موجود است. برای ماده ای با چقرمگی شکست بالا، ترک باید دارای ضریب شدت تنش کافی در نوک ترک باشد، یعنی طول ترک بزرگ، اگر بخواهد انتشار ناپایداری داشته باشد. تحت استرس مداوم، یک ترک خستگی در قالب وجود دارد. اگر مقدار چقرمگی شکست ماده قالب بالا باشد، قبل از وقوع ناپایداری، ترک باید عمیق‌تر منتشر شود.
به عبارت دیگر، مقاومت در برابر خستگی حرارتی بخشی از زندگی را قبل از شروع ترک خستگی تعیین می کند. نرخ رشد ترک و چقرمگی شکست می تواند بخشی از عمر را تعیین کند که رشد زیربحرانی پس از شروع ترک رخ می دهد. بنابراین، برای به دست آوردن عمر بالای قالب داغ، مواد قالب باید مقاومت خستگی حرارتی بالا، نرخ رشد ترک پایین و ارزش چقرمگی شکست بالا داشته باشد.
شاخص مقاومت در برابر خستگی حرارتی را می توان با تعداد ترک های خستگی حرارتی شروع، تعداد ترک های خستگی پس از یک چرخه حرارتی خاص و عمق یا طول متوسط اندازه گیری کرد.
مقاومت در برابر سایش
مهمترین عاملی که طول عمر قالب را تعیین می کند، اغلب مقاومت در برابر سایش مواد قالب است. قالب تحت فشار فشاری و نیروی اصطکاک قابل توجهی در کار است، بنابراین لازم است که قالب بتواند دقت ابعادی خود را تحت اصطکاک شدید حفظ کند. سایش قالب عمدتاً شامل سایش مکانیکی، سایش اکسیداسیون و سایش مذاب است. به منظور بهبود مقاومت به سایش فولاد قالب، نه تنها باید سختی بالای فولاد قالب حفظ شود، بلکه باید اطمینان حاصل شود که ترکیب، مورفولوژی و توزیع کاربید یا سایر فازهای سخت شدن در فولاد معقول است. برای قالب در خدمت تحت شرایط سایش سنگین و سرعت بالا، لازم است که سطح فولاد قالب بتواند یک لایه اکسید نازک و متراکم با چسبندگی خوب تشکیل دهد، روانکاری را حفظ کند، سایش ذوب بین قالب و قطعه کار را کاهش دهد. مانند چسبندگی، جوشکاری و غیره و کاهش اکسیداسیون سطح قالب و در نتیجه سایش اکسیداتیو. بنابراین شرایط کاری قالب تأثیر زیادی بر سایش فولاد دارد.
مقاومت به سایش را می توان با روش آزمایش شبیه سازی اندازه گیری کرد و شاخص مقاومت نسبی سایش (E) را می توان به عنوان پارامتری برای مشخص کردن سطح مقاومت به سایش تحت ترکیبات شیمیایی مختلف و حالت های سازمانی مورد استفاده قرار داد. برای نشان دادن عمر قبل از ارتفاع فرز مشخص شده، سطح مقاومت در برابر سایش انواع مختلف فولاد را منعکس کنید. آزمون با فولاد Cr12MoV (یعنی =1) مقایسه شد.
مقاومت اکلوزالی
مقاومت در برابر نیش در واقع مقاومت «جوش سرد» است. این خاصیت برای مواد قالب اهمیت بیشتری دارد. در طول آزمایش، در شرایط اصطکاک خشک، نمونه فولاد ابزار مورد آزمایش و مواد با تمایل اکلوزال (مانند فولاد آستنیتی) با سرعت ثابت حرکت اصطکاک دوگانه انجام می‌شود و بار به تدریج با سرعت معینی افزایش می‌یابد. در این زمان، گشتاور نیز به همان نسبت افزایش می یابد. بار را "بار اکلوزال بحرانی" می نامند، هر چه بار بحرانی بیشتر باشد، مقاومت اکلوزال قوی تر است.
