1基本概念 凝固后期末,鑄件都要隨著溫度的下降發生固態體(線)收縮,如有固相轉變則還有相變體(線)膨脹(或收縮)
鑄件固態的變形分為: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,就發生變形,外力撤除后應力,但這種變形仍保留,成為永久性的變形。
鑄造應力:鑄造過程中,鑄件固態線收縮由于各種因素而受阻,發生變形,合金材料中就產生應力,這種應力統稱為鑄造應力。
屈服強度:以力學性能試棒以產生0。2%永久變形—塑性變形時應力作為屈服強度,稱為條件屈服強度。
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,它的屈服強度也就越小。隨著鑄件溫度的降低合金材料的屈服強度就增大,也就不容易塑性變形而是以彈性變形為主。以塑性變形為主轉變為彈性變形為主的溫度范圍,稱為塑彈性轉變溫度范圍(由低溫加熱到高溫時,則稱為彈塑性轉變溫度范圍)。
鑄鋼塑彈性轉變溫度范圍:620—650度。
灰鑄鐵塑彈性轉變溫度范圍400—700度
2鑄造應力的種類 鑄件的裂紋和變形都是在合金材料材質因素和鑄造應力相互作用的條件下形成的。
殘余應力或內應力:如果鑄件在鑄型中冷卻時,它的各部分發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力。這種應力稱之為殘余應力或內應力。
(1) 形成原因分類有以下幾種:
1) 熱應力 自鑄件凝固末期即鑄件合金已搭結成枝晶網絡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生的鑄造應力,稱之為熱應力。鑄件橫截面內外,厚薄不同之處冷卻速度有差異,致使有溫度差而導致固態收縮速率不致辭而相互制約,從而產生了熱應力。
2) 相變應力 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束。鑄件冷卻時,橫截面的內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生,導致它們的相變膨脹(或收縮)或先或后受阻而產生的應力,謂之相變應力。
3) 收縮應力(機械阻礙應力):鑄件在鑄型中冷卻時,其固態線收縮受到外部因素(如砂芯等)的阻礙而產生的鑄造應力,謂之收縮應力或機械阻礙應力。