A. 何為鑄造應力鑄件的變形和裂紋與鑄造應力有什麼關系
鑄造應力包括熱應力,機械應力,相變應力。熱應力是由於厚薄不一,冷卻速度不同,從而相互產生的拉扯力。機械應力是鑄件凝固過程中收縮,砂芯,砂型等阻礙它的收縮,從而產生的力。相變應力,打個比方,凝固過程中,奧氏體向馬氏體轉變,這兩相體積不同,相互擠壓拉扯,從而產生的力。
鑄件的變形和裂紋,均是鑄件所受到的應力超過了材料的強度,輕則變形,重則裂紋。當然變形和裂紋有多種情況,規格到底還是有力的作用,才會發生。
B. 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。
C. 軌道鑄件分析應力的形成原因
鑄造應力的產生成為鑄造技術發展的絆腳石。鑄件在凝固之後的冷卻過程中,不斷產生固態收縮,有些合金還會發生固態相變,造成膨脹或收縮,這些都使得鑄件的體積和外形發生變化。如果這種變化受到阻礙,便會在鑄件中產生應力,也就是鑄造應力。
鑄造應力不是由外載入荷產生的,而是由鑄造本身原因造成的。一般鑄造應力就殘留在鑄件內部,如不經過消除應力處理,會削弱鑄件的結構強度,同時可使鑄件在機械加工後尺寸發生改變。鑄造應力根據形成原因不同可分為熱應力、相變應力、收縮(機械阻礙)應力三種。鑄造應力可能是暫時的,也可能是殘留的,當產生這種應力的原因被消除,應力消失,這種應力稱為臨時應力;
如原因消除後應力仍然存在,則稱為殘留應力。因此,減少鑄件冷卻過程中產生的鑄造應力,應設法減少鑄件冷卻過程中各部分的溫差和改善鑄型和砂芯的退讓性。鑄件中的殘留應力可以採取措施加以消除。
D. 鑄造應力按產生原因的不同可分為哪兩種應力
1、鑄造應力的產生
通常說的鑄造應力,有時是泛指,即不論產生應力的原因如何,凡鑄件冷卻過程中尺寸變化受阻,產生的應力都稱作鑄造應力。但通常指的鑄造應力多指殘余應力。鑄件有殘余應力時,經機械加工後可能產生新的變形,使零件精度降低或尺寸超差;若鑄件承受的工作應力與殘余應力方向相同而疊加,就可能超過材料強度極限而破壞;有殘余應力的鑄件在長期存放後,會產生變形;若在腐蝕介質中存放或工作時,還會產生應力腐蝕而開裂。因此,應盡量減少鑄件冷卻過程中產生的殘余應力並設法消除之。
鑄件凝固結束後,鑄件都要隨著溫度的下降發生固態收縮或相變,在固態相變的同時,有相變體(線)膨脹或收縮,由於厚壁鑄件外層比內層冷卻的快,壁厚不同的鑄件厚壁冷的慢,薄壁冷的快。從而導致外層與內層,厚壁與薄壁固態線收縮率(mm/s)不一致,使厚壁的外層和內層、厚壁與薄壁就相互制約收縮,發生拉伸或壓縮變形。在固態冷卻前期,薄壁降溫比厚壁快,產生的收縮量較大,從而使薄壁部位受到拉伸變形,產生拉應力,而在厚壁部位形成壓縮變形,產生壓應力;在冷卻後期,厚壁的降溫又比薄壁快,產生的收縮量較薄壁部位大,所以又在厚壁部位形成拉伸變形,產生拉應力,而在薄壁部位形成壓縮變形,產生壓應力。如果在冷卻前期和冷卻後期形成的應力能相互抵消,則鑄件最終不產生應力,而只在冷卻過程中表現出來的應力稱為臨時應力。如果兩種應力不能相互抵消,則有一部分應力會殘留在鑄件上,這種應力稱為殘余應力。
除此之外,鑄件的固態線收縮還受到外部因素的阻礙(如砂芯、冒口、澆注系統等),如果外部因素退讓性不足,溫度下降時不能實現應有的收縮值,鑄件將產生拉應力。在冷卻過程中,固態收縮由於上述各種因素的影響,使鑄件的收縮受阻,發生變形而產生應力,這種應力為鑄造應力。
鑄造應力包括:熱應力、相變應力、收縮應力三種。
2、鑄造殘余應力
鑄件清理完後,仍然存在宏觀的殘余應力。殘余應力也稱「內應力」。鑄件殘余應力不是一種鑄造缺陷,但對鑄件產生裂紋和變形起著重要的作用。鑄件的殘余應力(拉應力)大於材料的抗拉強度時,就會使鑄件產生裂紋;當鑄件存在殘余應力時,會使鑄件變「脆」;殘余應力還會使鑄件產生應力腐蝕開裂。鑄件殘余應力有宏觀和微觀之分,按形成原因可分為熱應力型殘余應力、相變型殘余應力、收縮應力型殘余應力。生產實踐表明鑄件殘余應力主要為熱應力型,即為殘余熱應力。
E. 鑄造內應力,變形和裂紋是怎樣形成的
簡單來說,鑄造應力是由於鑄件凝固過程中,各部分冷卻速度不同造成的。
因為鑄造凝固過過程中會出現體積收縮(也有例外,如球鐵還會有石墨化膨漲過程)。但同一個鑄件很難做到同時凝固,先凝固的部分就會對後凝固的部分形成阻礙,而後凝固的部分又會對先凝固的部分形成擠壓,於是應力就產生了。
受力就會變形,這是必然的。至於變形的大小,就要看鑄件的結構和強度了。
如果應力足夠大,而鑄型或件本身又阻礙這種變形的實現,鑄件就會出現裂紋。
鑄件在凝固初期,即紅熱狀態下產生裂紋,稱為熱裂,含硫高會增加熱裂傾向;後期產生裂紋稱冷裂,磷元素則會增加冷裂傾向。
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