1基本概念 凝固后期末,鑄件都要隨著溫度的下降發(fā)生固態(tài)體(線)收縮,如有固相轉(zhuǎn)變則還有相變體(線)膨脹(或收縮)
鑄件固態(tài)的變形分為:彈性變形和塑性變。
彈性變形:指合金材料受力后,就會發(fā)生變形,撤力后合金材料的變形消失。
塑性變形:指合金材料受力后,就發(fā)生變形,外力撤除后應(yīng)力,但這種變形仍保留,成為永久性的變形。
鑄造應(yīng)力:鑄造過程中,鑄件固態(tài)線收縮由于各種因素而受阻,發(fā)生變形,合金材料中就產(chǎn)生應(yīng)力,這種應(yīng)力統(tǒng)稱為鑄造應(yīng)力。
屈服強(qiáng)度:以力學(xué)性能試棒以產(chǎn)生0。2%永久變形—塑性變形時應(yīng)力作為屈服強(qiáng)度,稱為條件屈服強(qiáng)度。
鑄件完全凝固后,鑄件合金材料溫度越高,就越容易塑性變形,它的屈服強(qiáng)度也就越小。隨著鑄件溫度的降低合金材料的屈服強(qiáng)度就增大,也就不容易塑性變形而是以彈性變形為主。以塑性變形為主轉(zhuǎn)變?yōu)閺椥宰冃螢橹鞯臏囟确秶Q為塑彈性轉(zhuǎn)變溫度范圍(由低溫加熱到高溫時,則稱為彈塑性轉(zhuǎn)變溫度范圍)。
鑄鋼塑彈性轉(zhuǎn)變溫度范圍:620—650度。
灰鑄鐵塑彈性轉(zhuǎn)變溫度范圍400—700度
2鑄造應(yīng)力的種類 鑄件的裂紋和變形都是在合金材料材質(zhì)因素和鑄造應(yīng)力相互作用的條件下形成的。
殘余應(yīng)力或內(nèi)應(yīng)力:如果鑄件在鑄型中冷卻時,它的各部分發(fā)生不均一的塑性變形,打箱后的處于以彈性變形為主的鑄件中,仍然會存在著鑄造應(yīng)力。這種應(yīng)力稱之為殘余應(yīng)力或內(nèi)應(yīng)力。
(1) 形成原因分類有以下幾種:
1) 熱應(yīng)力 自鑄件凝固末期即鑄件合金已搭結(jié)成枝晶網(wǎng)絡(luò)骨架開始及隨后的冷卻過程中,鑄件橫截面和厚,薄不同之處由于存在著溫度差而產(chǎn)生的鑄造應(yīng)力,稱之為熱應(yīng)力。鑄件橫截面內(nèi)外,厚薄不同之處冷卻速度有差異,致使有溫度差而導(dǎo)致固態(tài)收縮速率不致辭而相互制約,從而產(chǎn)生了熱應(yīng)力。
2) 相變應(yīng)力 鑄件冷卻時,如有固相相變,由于相變前后固相的比容不同,就有相變的體(線)膨脹或體(線)收縮。
固相相變過程完成,相變膨脹或收縮也就隨之結(jié)束。鑄件冷卻時,橫截面的內(nèi)外層和厚薄不同之有溫度差,使得它們的固相相變不同時發(fā)生,導(dǎo)致它們的相變膨脹(或收縮)或先或后受阻而產(chǎn)生的應(yīng)力,謂之相變應(yīng)力。
3) 收縮應(yīng)力(機(jī)械阻礙應(yīng)力):鑄件在鑄型中冷卻時,其固態(tài)線收縮受到外部因素(如砂芯等)的阻礙而產(chǎn)生的鑄造應(yīng)力,謂之收縮應(yīng)力或機(jī)械阻礙應(yīng)力。