篇第1章鑄造工藝基礎(chǔ)-閱讀頁
2025-06-01 22:26本頁面
【正文】 鑄件在凝固之后的繼續(xù)冷卻過程中 ,其固態(tài)收縮若受到阻礙 ,鑄件內(nèi)部就發(fā)生內(nèi)應(yīng)力 ,稱為 鑄造內(nèi)應(yīng)力 . 鑄造內(nèi)應(yīng)力是鑄件產(chǎn)生變形和裂紋的基本原因 一、內(nèi)應(yīng)力的形成 一 內(nèi)應(yīng)力形成 按產(chǎn)生原因主要分為 熱應(yīng)力和機(jī)械應(yīng)力 1 熱應(yīng)力 : 鑄件厚度不均 ,冷速不同 ,收縮不一致產(chǎn)生 . 各部分的溫差越大 ,熱應(yīng)力也越大 ,冷卻較慢的部分形成拉應(yīng)力 ,冷卻較快的部分形成壓應(yīng)力 . 熱應(yīng)力的形成過程 ?當(dāng)鑄件處于高溫階段（ t0t1）時，兩桿都處于 塑性狀態(tài) ，盡管此時兩桿的冷速不同、收縮也不同步，但瞬時的應(yīng)力可通過塑性變形來自行消失，在鑄件內(nèi) 無應(yīng)力 產(chǎn)生； ?繼續(xù)冷卻，冷速較快的 桿 II進(jìn)入彈性狀態(tài) ，粗 桿 I仍然處于 塑性狀態(tài)（ t1t2），此時由于細(xì)桿 II的冷速較快、收縮較大，所以細(xì)桿 II會受到拉伸，粗桿 I會受到壓縮（圖 b），形成 暫時內(nèi)應(yīng)力 ，但此內(nèi)應(yīng)力很快因粗桿 I發(fā)生了微量的受壓塑性變形而 自行消失 （圖 c）； ?當(dāng)進(jìn)一步冷至更低溫度時（ t2t3），兩桿均進(jìn)入了 彈性狀態(tài) ，粗桿 I的溫度較高，還要進(jìn)行較大的收縮，細(xì)桿 II的溫度較低，收縮已趨于停止，因此 粗桿 I的收縮必定受到細(xì)桿 II的阻礙，在內(nèi)部產(chǎn)生 拉應(yīng)力 ；而 桿 II則受到桿 I因收縮而施與的 壓應(yīng)力 （圖 d）。 熱應(yīng)力預(yù)防方法 : （ 1） 壁厚均勻 （ 2） 同時凝固： 將澆道開在薄壁處。 ? 優(yōu)點(diǎn) : 省冒口 ,省工 ,省料，減少熱應(yīng)力，防止裂紋和變形。 ? 錫青銅糊狀凝固，用順序凝固也難以有效地消除其顯微縮松。 2 機(jī)械應(yīng)力 合金的 線收縮 (固態(tài)收縮 )受到鑄型或型芯機(jī)械阻礙而形成的內(nèi)應(yīng)力。是引起鑄件內(nèi)應(yīng)力、裂紋和變形的主要原因。 平板鑄件，其中心部位散熱較邊緣要慢，所以受拉應(yīng)力；邊緣處則受壓應(yīng)力，且平板的上表面比下表面冷卻得快 結(jié)論： 厚部、心部 受拉應(yīng)力，出現(xiàn) 內(nèi)凹變形 。 ? 一般鑄件受拉應(yīng)力 (冷卻速度慢 )的部分為了力圖恢復(fù)原狀，厚的部位力圖縮短而向內(nèi)凹 ,而受壓應(yīng)力 (冷卻速度快 )的部分向外凸 .薄的部分受壓應(yīng)力則向外凸 ,厚的部分受拉應(yīng)力所以向內(nèi)凹 三 鑄件的裂紋與防止 當(dāng)鑄造應(yīng)力＞材料抗拉強(qiáng)度 就會產(chǎn)生裂紋。 裂紋分為：熱裂紋和冷裂紋 1 熱裂紋 : 高溫下形成裂紋 2 冷裂紋 : 低溫下裂紋 原因 : ① 凝固末期 ,合金呈完整骨架 +晶粒間液體（液膜） ,強(qiáng)、塑 ↓，收縮時被拉長、斷，拉裂必在晶間。 灰鐵 ,球鐵熱裂少 ,鑄鋼 ,鑄鋁 ,白口鐵大 預(yù)防 : 設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)合理 , 改善型砂退讓性 ,控制硫含量 （ 硫是增大熱裂傾向的有害元素 。 特征 :裂紋細(xì) ,連續(xù)直線狀或圓滑曲線 ,裂口表面干靜 ,具有金屬光澤 ,有時呈輕微氧化色 出現(xiàn)在形狀復(fù)雜的鑄鋼件的拉伸部位，特別是具有應(yīng)力集中處。 原因 : 彈性狀態(tài)時，鑄造應(yīng)力超過合金的彈性極限，出現(xiàn)在受拉伸部位．復(fù)雜大工件受拉應(yīng)力部位和應(yīng)力集中處易發(fā)生 。 P— 冷脆 預(yù)防 : 合理設(shè)計(jì) ,減少尖角等，實(shí)現(xiàn)同時凝固，減少內(nèi)應(yīng)力 ,控制 P含量 , 提高退讓性 2 冷裂紋 167。 2 、析出氣孔 金屬液與鑄型材料 ,型芯撐 ,冷鐵或溶渣之間 ,因化學(xué)反應(yīng)生成的氣體而形成的氣孔 . 如 : 冷鐵有銹 Fe3O4 + C –Fe +CO↑ ∴ 冷鐵附近生成氣孔 特征 :多呈細(xì)長狀 ,垂直鑄件表面，氣孔表面光滑，呈銀白色或金屬光亮色． 防止 : 冷鐵 型芯撐表面不得有銹蝕 ,油污 ,要干燥 . 反應(yīng)氣孔
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