Ⅰ 鑄造熱應力是如何產生的工藝上採用什麼凝固原則防止具體的相應措施是什麼
產生情況：
鑄件厚薄不同產生熱應力.厚（粗）拉應力,厚薄相差越大,熱應力越大.
厚大斷面的鑄件冷卻後,外層存在壓應力（冷卻快）,心部是拉應力（冷慢）.
固態線收縮越大,熱應力越大.三個階段變化：
高溫段：均勻塑變(粗\細均為塑性變形)
中溫階段：細(外,先冷)彈性變形,粗(後冷)塑性變形,彈性變形可以被塑性變形抵消一部分.
低溫段：均是彈性變形(溫度不 同,變形量不一致),導致殘余應力的產生.
結果：殘余應力的分布情況:細(先冷)的最後被壓縮,粗的(後冷)被拉伸
Ⅱ 如何減少熱應力對鑄件性能的影響
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1、減小和消除鑄造應力的措施
（1）合理地設計鑄件的結構
鑄件的形狀愈復雜，各部分壁厚相差愈大，冷卻時溫度愈不均勻，鑄造應力愈大。因此，在設計鑄件時應盡量使鑄件形狀簡單、對稱、壁厚均勻。
（2）採用同時凝固的工藝
所謂同時凝固是指採取一些工藝措施，使鑄件各部分溫差很小，幾乎同時進行凝固。因各部分溫差小，不易產生熱應力和熱裂，鑄件變形小。設法改善鑄型、型芯的退讓性，合理設置澆冒口等。同時凝固的示意圖，該工藝是在工件厚壁處加冷鐵，冒口設薄壁處。
（3）時效處理是消除鑄造應力的有效措施。
時效分自然時效、熱時效和共振時效等。所謂自然時效，是將鑄件置於露天場地半年以上，讓其內應力消除。熱時效（人工時效）又稱去應力退火，是將鑄件加熱到550－650℃，保溫2－4h，隨爐冷卻至150－200T，然後出爐。共振法是將鑄件在其共振頻
率下震動10－60ndn，以消除鑄件中的殘留應力。
2、鑄件的變形與防止
如前所述，在熱應力的作用下，鑄件薄的部分受壓應力,厚的部分受拉應力，但鑄件總是力圖通過變形來減緩其內應力。因此，鑄件常發生不同程度的變形。鑄件的變形往往使鑄件精度降低，嚴重時可以使鑄件報廢，應予防止。因鑄件變形是由鑄造應力引起，減小和防止鑄造應力的辦法，是防止鑄件變形的有效措施。
Ⅲ 順序凝固和同時凝固原則適用哪些鑄件
順序凝固原則：就是在鑄件上可能出現縮孔的厚大部位通過安放冒口等工藝措施，使鑄件遠離冒口的部位先凝固，然後是靠近冒口的部位凝固，最後才是冒口本身凝固。
順序凝固原則主要適用於必須補縮的場合，如鋁青銅，鋁硅合金和鑄鋼件等。（非絕對，如大平板結構鑄鋼應重點考慮熱應力減少變形，不適用同時凝固）
順序凝固：
A）原則：1）重要部位先凝固；2）冒口最後凝固；3）合理設計澆冒口。
B)措施：1）熱節引出；2）用好內冷鐵及外冷鐵；3）工藝補貼；4）冒口。
與同時凝固相比，順序凝固有利於補縮，防止縮孔、縮松缺陷；同時凝固有利於降低鑄造應力，防止熱裂、冷裂產生。
同時凝固原則：鑄件相鄰各部位或鑄件各處凝固開始及結束的時間相同或相近，甚至是同時完成凝固過程，無先後的差異及明顯的方向性，稱作同時凝固。
如將內澆口開在鑄件的薄壁處，在厚壁處安放冷鐵，鑄件在整個凝固過程中各部分溫差較小，不易產生鑄造應力、變形和裂紋。
同時凝固原則的缺點：容易使鑄件中心出現縮松，影響鑄件的緻密性。
適用於收縮較小的普通灰鑄鐵和球墨鑄鐵。
同時凝固：
A)原則：1）重要部位放下面；2）合理設計澆口及出氣孔；
B）措施：1）消除熱節 ；2）用好內冷鐵及外冷鐵。
Ⅳ 順序凝結原則和同時凝結原則各用來防止哪些鑄造缺陷
順序凝固有利於補縮，防止縮孔、縮松缺陷；同時凝固有利於降低鑄造應力，防止熱裂、冷裂產生。
Ⅳ 該怎麼預防鋁合金壓鑄件熱裂紋形成
一、鑄造概論鋁合金鑄造的種類如下：由於鋁合金各組元不同，從而表現出合金的物理、化學性能均有所不同，結晶過程也不盡相同。故必須針對鋁合金特性，合理選擇鑄造方法，才能防止或在許可范圍內減少鑄造缺陷的產生，從而優化鑄件。1、鋁合金鑄造工藝性能鋁合金鑄造工藝性能，通常理解為在充滿鑄型、結晶和冷卻過程中表現最為突出的那些性能的綜合。流動性、收縮性、氣密性、鑄造應力、吸氣性。鋁合金這些特性取決於合金的成分，但也與鑄造因素、合金加熱溫度、鑄型的復雜程度、澆冒口系統、澆口形狀等有關。(1)流動性流動性是指合金液體充填鑄型的能力。流動性的大小決定合金能否鑄造復雜的鑄件。在鋁合金中共晶合金的流動性最好。影響流動性的因素很多，主要是成分、溫度以及合金液體中存在金屬氧化物、金屬化合物及其他污染物的固相顆粒，但外在的根本因素為澆注溫度及澆注壓力（俗稱澆注壓頭）的高低。(2)收縮性收縮性是鑄造鋁合金的主要特徵之一。一般講，合金從液體澆注到凝固，直至冷到室溫，共分為三個階段，分別為液態收縮、凝固收縮和固態收縮。合金的收縮性對鑄件質量有決定性的影響，它影響著鑄件的縮孔大小、應力的產生、裂紋的形成及尺寸的變化。通常鑄件收縮又分為體收縮和線收縮，在實際生產中一般應用線收縮來衡量合金的收縮性。鋁合金收縮大小，通常以百分數來表示，稱為收縮率。①體收縮體收縮包括液體收縮與凝固收縮。鑄造合金液從澆注到凝固，在最後凝固的地方會出現宏觀或顯微收縮，這種因收縮引起的宏觀縮孔肉眼可見，並分為集中縮孔和分散性縮孔。集中縮孔的孔徑大而集中，並分布在鑄件頂部或截面厚大的熱節處。分散性縮孔形貌分散而細小，大部分分布在鑄件軸心和熱節部位。顯微縮孔肉眼難以看到，顯微縮孔大部分分布在晶界下或樹枝晶的枝晶間。縮孔和疏鬆是鑄件的主要缺陷之一，產生的原因是液態收縮大於固態收縮。生產中發現，鑄造鋁合金凝固范圍越小，越易形成集中縮孔，凝固范圍越寬，越易形成分散性縮孔，因此，在設計中必須使鑄造鋁合金符合順序凝固原則，即鑄件在液態到凝固期間的體收縮應得到合金液的補充，是縮孔和疏鬆集中在鑄件外部冒口中。對易產生分散疏鬆的鋁合金鑄件，冒口設置數量比集中縮孔要多，並在易產生疏鬆處設置冷鐵，加大局部冷卻速度，使其同時或快速凝固。②線收縮線收縮大小將直接影響鑄件的質量。線收縮越大，鋁鑄件產生裂紋與應力的趨向也越大；冷卻後鑄件尺寸及形狀變化也越大。對於不同的鑄造鋁合金有不同的鑄造收縮率，即使同一合金，鑄件不同，收縮率也不同，在同一鑄件上，其長、寬、高的收縮率也不同。應根據具體情況而定。(3)熱裂性鋁鑄件熱裂紋的產生，主要是由於鑄件收縮應力超過了金屬晶粒間的結合力，大多沿晶界產生從裂紋斷口觀察可見裂紋處金屬往往被氧化，失去金屬光澤。裂紋沿晶界延伸，形狀呈鋸齒形，表面較寬，內部較窄，有的則穿透整個鑄件的端面。不同鋁合金鑄件產生裂紋的傾向也不同，這是因為鑄鋁合金凝固過程中開始形成完整的結晶框架的溫度與凝固溫度之差越大，合金收縮率就越大，產生熱裂紋傾向也越大，即使同一種合金也因鑄型的阻力、鑄件的結構、澆注工藝等因素產生熱裂紋傾向也不同。生產中常採用退讓性鑄型，或改進鑄鋁合金的澆注系統等措施，使鋁鑄件避免產生裂紋。通常採用熱裂環法檢測鋁鑄件熱裂紋。(4)氣密性鑄鋁合金氣密性是指腔體型鋁鑄件在高壓氣體或液體的作用下不滲漏程度，氣密性實際上表徵了鑄件內部組織緻密與純凈的程度。鑄鋁合金的氣密性與合金的性質有關，合金凝固范圍越小，產生疏鬆傾向也越小，同時產生析出性氣孔越小，則合金的氣密性就越高。同一種鑄鋁合金的氣密性好壞，還與鑄造工藝有關，如降低鑄鋁合金澆注溫度、放置冷鐵以加快冷卻速度以及在壓力下凝固結晶等，均可使鋁鑄件的氣密性提高。也可用浸滲法堵塞泄露空隙來提高鑄件的氣密性。(5)鑄造應力鑄造應力包括熱應力、相變應力及收縮應力三種。各種應力產生的原因不盡相同。①熱應力熱應力是由於鑄件不同的幾何形狀相交處斷面厚薄不均，冷卻不一致引起的。在薄壁處形成壓應力，導致在鑄件中殘留應力。②相變應力相變應力是由於某些鑄鋁合金在凝固後冷卻過程中產生相變，隨之帶來體積尺寸變化。主要是鋁鑄件壁厚不均，不同部位在不同時間內發生相變所致。③收縮應力鋁鑄件收縮時受到鑄型、型芯的阻礙而產生拉應力所致。這種應力是暫時的，鋁鑄件開箱是會自動消失。但開箱時間不當，則常常會造成熱裂紋，特別是金屬型澆注的鋁合金往往在這種應力作用下容易產生熱裂紋。鑄鋁合金件中的殘留應力降低了合金的力學性能，影響鑄件的加工精度。鋁鑄件中的殘留應力可通過退火處理消除。合金因導熱性好，冷卻過程中無相變，只要鑄件結構設計合理，鋁鑄件的殘留應力一般較小。(6)吸氣性鋁合金易吸收氣體，是鑄造鋁合金的主要特性。液態鋁及鋁合金的組分與爐料、有機物燃燒產物及鑄型等所含水分發生反應而產生的氫氣被鋁液體吸收所致。鋁合金熔液溫度越高，吸收的氫也越多；在700℃時，每100g鋁中氫的溶解度為0.5～0.9，溫度升高到850℃時，氫的溶解度增加2～3倍。當含鹼金屬雜質時，氫在鋁液中的溶解度顯著增加。鑄鋁合金除熔煉時吸氣外，在澆入鑄型時也會產生吸氣，進入鑄型內的液態金屬隨溫度下降，氣體的溶解度下降，析出多餘的氣體，有一部分逸不出的氣體留在鑄件內形成氣孔，這就是通常稱的「針孔」。氣體有時會與縮孔結合在一起，鋁液中析出的氣體留在縮孔內。若氣泡受熱產生的壓力很大，則氣孔表面光滑，孔的周圍有一圈光亮層；若氣泡產生的壓力小，則孔內表面多皺紋，看上去如「蒼蠅腳」，仔細觀察又具有縮孔的特徵。鑄鋁合金液中含氫量越高，鑄件中產生的針孔也越多。鋁鑄件中針孔不僅降低了鑄件的氣密性、耐蝕性，還降低了合金的力學性能。要獲得無氣孔或少氣孔的鋁鑄件，關鍵在於熔煉條件。若熔煉時添加覆蓋劑保護，合金的吸氣量大為減少。對鋁熔液作精煉處理，可有效控制鋁液中的含氫量。二、砂型鑄造採用砂粒、粘土及其他輔助材料製成鑄型的鑄造方法稱為砂型鑄造。砂型的材料統稱為造型材料。有色金屬應用的砂型由砂子、粘土或其他粘結劑和水配製而成。鋁鑄件成型過程是金屬與鑄型相互作用的過程。鋁合金液注入鑄型後將熱量傳遞給鑄型，砂模鑄型受到液體金屬的熱作用、機械作用、化學作用。因此要獲得優質的鑄件除嚴格掌握熔煉工藝外，還必須正確設計型（芯）砂的配比、造型及澆注等工藝。三、金屬型鑄造1、簡介及工藝流程金屬型鑄造又稱硬模鑄造或永久型鑄造，是將熔煉好的鋁合金澆入金屬型中獲得鑄件的方法，鋁合金金屬型鑄造大多採用金屬型芯，也可採用砂芯或殼芯等方法，與壓力鑄造相比，鋁合金金屬型使用壽命長。2、鑄造優點(1)優點金屬型冷卻速度較快，鑄件組織較緻密，可進行熱處理強化，力學性能比砂型鑄造高15%左右。金屬型鑄造，鑄件質量穩定，表面粗糙度優於砂型鑄造，廢品率低。勞動條件好，生產率高，工人易於掌握。(2)缺點金屬型導熱系數大，充型能力差。金屬型本身無透氣性。必須採取相應措施才能有效排氣。金屬型無退讓性，易在凝固時產生裂紋和變形。3、金屬型鑄件常見缺陷及預防(1)針孔預防產生針孔的措施：嚴禁使用被污染的鑄造鋁合金材料、沾有有機化合物及被嚴重氧化腐蝕的材料。控制熔煉工藝，加強除氣精煉。控制金屬型塗料厚度，過厚易產生針孔。模具溫度不宜太高，對鑄件厚壁部位採用激冷措施，如鑲銅塊或澆水等。採用砂型時嚴格控制水分，盡量用干芯。(2)氣孔預防氣孔產生的措施：修改不合理的澆冒口系統，使液流平穩，避免氣體捲入。模具與型芯應預先預熱，後上塗料，結束後必須要烘透方可使用。設計模具與型芯應考慮足夠的排氣措施。(3)氧化夾渣預防氧化夾渣的措施：嚴格控制熔煉工藝，快速熔煉，減少氧化，除渣徹底。Al－Mg合金必須在覆蓋劑下熔煉。熔爐、工具要清潔，不得有氧化物，並應預熱，塗料塗後應烘乾使用。設計的澆注系統必須有穩流、緩沖、撇渣能力。採用傾斜澆注系統，使液流穩定，不產生二次氧化。選用的塗料粘附力要強，澆注過程中不產生剝落而進入鑄件中形成夾渣。(4)熱裂預防產生熱裂的措施：實際澆注系統時應避免局部過熱，減少內應力。模具及型芯斜度必須保證在2°以上，澆冒口一經凝固即可抽芯開模，必要時可用砂芯代替金屬型芯。控制塗料厚度，使鑄件各部分冷卻速度一致。根據鑄件厚薄情況選擇適當的模溫。細化合金組織，提高熱裂能力。改進鑄件結構，消除尖角及壁厚突變，減少熱裂傾向。(5)疏鬆預防產生疏鬆的措施：合理冒口設置，保證其凝固，且有補縮能力。適當調低金屬型模具工作溫度。控制塗層厚度，厚壁處減薄。調整金屬型各部位冷卻速度，使鑄件厚壁處有較大的激冷能力。適當降低金屬澆注溫度。
Ⅵ 防止鑄件熱裂的措施
熱裂紋的防止措施
1．提高鑄件在高溫時的強度與塑性
(1)合理選材
選材是一項極為復雜的技術和經濟問題。所渭合理選材就是選用的材質應該同時滿足鑄件的使用性、工藝性和經濟性。對於鑄件而言，主要是鑄造工藝性(熱裂性、流動性和收縮性等)。如果該材質的鑄造工藝性能不佳，熱裂傾向性大，那麼澆注出來的鑄件產生熱裂紋的廢品率就高。
(2)保證熔煉質量
在鑄鋼合金成分中，最有害的化學成分是硫。當wS＞0.03％，以O.05％的臨界鋁含量脫氧，硫化物以鏈狀共晶形式分布時，塑性很低，易引起熱裂紋。在熔煉時，可以加入適量的強脫硫劑稀土元素，以減少合金中的含硫量。只要稀土元素的加入工藝合理，其脫硫效果為40％～50％：並且稀土元素能細化晶粒，改變夾雜物的形態與分布，從而減輕了熱裂紋的程度(指裂紋的大小與深淺)和降低了熱裂紋的數量。
另外，分布於鑄鋼晶界的低熔點夾雜物將降低它的強度和塑性，並且隨著夾雜物的增多，強度和塑性下降，促使形成熱裂紋。在熔煉時，應選用干凈、清潔的爐料；採用合理的熔煉工藝，加強操作，才能保證熔煉質量。
2.提高型殼的退讓性，減少鑄造應力
(1)鑄件的結構
其與形成熱裂紋的關系很大。結構不合理，如壁厚相差較大、熱節較多而且較大、壁厚薄的轉角處圓角太小或呈尖角引起應力集中等，均會引起熱裂紋的產生。
鑄件的壁厚不勻，導致鑄件的冷卻速度不一致。薄壁處先冷凝，並且有一定的強度，其對厚壁處的冷凝收縮起到阻礙作用(使厚壁處收縮時受到拉應力)。當阻力超過此時厚壁處合金的強度極限時，就產生熱裂紋。
鑄件壁厚薄的轉角處圓角太小或呈尖角，引起應力集中，促使熱裂紋的產生；圓角太大，又出現新的熱節。因此，應通過實驗選擇適當的鑄造圓角。
(2)澆注系統
澆冒口的設置可能造成鑄件收縮時的熱阻礙和機械阻礙。鑄件在靠近內澆道的部位，凝固的較晚、冷卻較慢。因此，鑄件在此薄弱的部位容易引起熱裂紋。如果將內澆道分散，使金屬液從幾處進入型腔，就能分散熱應力，減少鑄件收縮時的熱阻礙和機械阻礙，防止或減少熱裂紋的產生。
為了使熔模鑄件順序凝固，以利於補縮，而把內澆道設置在鑄件厚大處。這使鑄件上的熱量分布極不均勻，產生較大的溫度梯度，鑄件收縮很不一致，易造成熱裂紋。這就需要改變內澆道的位置，使鑄件由順序凝固變為同時凝固。鑄件各處的溫度均勻，冷凝較一致，可以減少或防止了鑄件形成熱裂紋。這樣做可能減少了熱裂紋，卻可能使鑄件產生縮孔和縮松。
(3)澆注工藝
澆注溫度和澆注速度對鑄件產生熱裂紋的影響比較復雜。一般來說，對於薄壁件宜採用較高的澆注溫度和較快的澆注速度。這可以使鑄件溫度很快趨向均勻，防止局部過熱，同時可以使鑄件冷凝較慢，減少鑄件的收縮應力，從而減少或防止熱裂紋的產生。對於厚壁件宜採用較低的澆注溫度和較慢的澆注速度。如果厚壁件也採用高的澆注溫度和快的澆注速度，則金屬液的收縮大、晶粒粗化，更易使鑄件產生熱裂紋；嚴重時將使鑄件同時形成熱裂紋和縮孔(如果兩個缺陷出現在同一個部位，即為縮裂)。
(4)型殼的退讓性
鑄件在冷凝過程中收縮受到型殼的阻礙時產生了收縮應力，收縮應力的大小直接影響到鑄件是否產生熱裂紋。因此，提高型殼的退讓性非常重要。型殼的退讓性好，則鑄件收縮時的阻力小，形成熱裂紋的可能性小。
有的企業在型殼第三層以上的各層中加入適量的木屑等或在保證型殼高溫強度(以澆注時不跑火為限)的情況下，減少型殼的層數，提高型殼退讓性，減少熱裂紋。
這里需要特別指出的是，產生熱裂紋不僅與型殼退讓性的大小有關，更重要的是與其退讓性產生的時刻有關
Ⅶ 減小和消除鑄造應力的方法有哪些
(1)合理地設計鑄件的結構。
鑄件的形狀愈復雜，各部分壁厚相差愈大，冷卻時溫度愈不均勻，鑄造應力愈大。因此，在設計鑄件時應盡量使鑄件形狀簡單、對稱、壁厚均勻。
(2)採用同時凝固的工藝。
所謂同時凝固是指採取一些工藝措施，使鑄件各部分溫差很小，幾乎同時進行凝固。因各部分溫差小，不易產生熱應力和熱裂，鑄件變形小。設法改善鑄型、型芯的退讓性，合理設置澆冒口等。同時凝固的示意圖，該工藝是在工件厚壁處加冷鐵，冒口設薄壁處。
(3)時效處理是消除鑄造應力的有效措施。
時效分自然時效、熱時效和共振時效等。所謂自然時效，是將鑄件置於露天場地半年以上，讓其內應力消除。熱時效(人工時效)又稱去應力退火，是將鑄件加熱到550-650℃，保溫2-4h，隨爐冷卻至150-200T，然後出爐。共振法是將鑄件在其共振頻率下震動10-60ndn，以消除鑄件中的殘留應力。
Ⅷ 鑄件壁厚設計應該遵循哪些原則
鑄件壁厚設計的最基本原則就是整個鑄件的壁厚盡可能相似，至少壁厚變化不要發生突然的改變。原因就是防止鑄件在冷卻過程中不要產生過大的熱應力，以避免產生裂紋。 其次鑄件的壁厚只要強度夠就行，不是厚一些更好。設計厚壁的鑄件比薄壁的更容易發生縮孔。
Ⅸ 鑄件內應力的消除一般有哪幾種辦法
1、合理地設計鑄件的結構。
鑄件的形狀愈復雜，各部分壁厚相差愈大，冷卻時溫度愈不均勻，鑄造應力愈大。因此，在設計鑄件時應盡量使鑄件形狀簡單、對稱、壁厚均勻。
2、採用同時凝固的工藝。
所謂同時凝固是指採取一些工藝措施，使鑄件各部分溫差很小，幾乎同時進行凝固。因各部分溫差小，不易產生熱應力和熱裂，鑄件變形小。設法改善鑄型、型芯的退讓性，合理設置澆冒口等。同時凝固的示意圖，該工藝是在工件厚壁處加冷鐵，冒口設薄壁處。
3、時效處理是消除鑄造應力的有效措施。
時效分自然時效、熱時效和共振時效等。所謂自然時效，是將鑄件置於露天場地半年以上，讓其內應力消除。熱時效(人工時效)又稱去應力退火，是將鑄件加熱到550-650℃，保溫2-4h，隨爐冷卻至150-200T，然後出爐。共振法是將鑄件在其共振頻率下震動10-60ndn，以消除鑄件中的殘留應力。
物體由於外因（受力、濕度、溫度場變化等）而變形時，在物體內各部分之間產生相互作用的內力，單位面積上的內力稱為應力。
Ⅹ 鑄造應力是如何產生的有何危害如何防止
1）熱應力自鑄件凝固末期即鑄件合金已搭結成枝晶網路骨架開始及隨後的冷卻過程中，鑄件橫截面和厚，薄不同之處由於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，由於相變前後固相的比容不同，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）或先或後受阻而產生的應力，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。
危害就是引起鑄件的變形。防治措施主要是熱處理。