鑄造-應(yīng)力、變形、冷裂

1、第二章第二章鑄件的應(yīng)力鑄件的應(yīng)力前一章內(nèi)容總結(jié)前一章內(nèi)容總結(jié)前一章主要講解前一章主要講解“鑄件宏觀凝固組織及控制鑄件宏觀凝固組織及控制”，通過一系列的工藝措施，可以盡可能多地，通過一系列的工藝措施，可以盡可能多地得到細(xì)小的等軸晶粒組織，這樣可以保證得到強(qiáng)度和韌性都非常良好的鑄件。得到細(xì)小的等軸晶粒組織，這樣可以保證得到強(qiáng)度和韌性都非常良好的鑄件。得到了理想的細(xì)晶組織，是否鑄件的成型就完成了？完美得到了理想的細(xì)晶組織，是否鑄件的成型就完成

2、了？完美金相金相就拿這個(gè)暖氣片來說，天氣太冷，老板通過市場(chǎng)調(diào)查，讓你開發(fā)暖氣片，還答應(yīng)你，干好就拿這個(gè)暖氣片來說，天氣太冷，老板通過市場(chǎng)調(diào)查，讓你開發(fā)暖氣片，還答應(yīng)你，干好了先讓你用。了先讓你用。你高興，美夢(mèng)你高興，美夢(mèng)。你在生產(chǎn)過程中，采取了各種措施，得到了一個(gè)具有理想組織的鑄件，你在生產(chǎn)過程中，采取了各種措施，得到了一個(gè)具有理想組織的鑄件，但是當(dāng)你將鑄件往一塊裝配的時(shí)候，但是當(dāng)你將鑄件往一塊裝配的時(shí)候，這兩個(gè)口應(yīng)該對(duì)起來，但是如果鑄

3、件產(chǎn)生變形，一個(gè)距離長(zhǎng)，一個(gè)距離短，兩個(gè)照不起來，這兩個(gè)口應(yīng)該對(duì)起來，但是如果鑄件產(chǎn)生變形，一個(gè)距離長(zhǎng)，一個(gè)距離短，兩個(gè)照不起來，鑄件報(bào)廢。鑄件報(bào)廢。另外一個(gè)問題，你看著鑄件的外表沒有什么問題，你把這個(gè)鑄件裝配起來，結(jié)果一通壓力，另外一個(gè)問題，你看著鑄件的外表沒有什么問題，你把這個(gè)鑄件裝配起來，結(jié)果一通壓力，漏水了。漏水了。美夢(mèng)變惡夢(mèng)美夢(mèng)變惡夢(mèng)什么原因造成的？這些都是在后面要講的。什么原因造成的？這些都是在后面要講的。首先：介紹鑄件中的

4、應(yīng)力首先：介紹鑄件中的應(yīng)力2.1概述概述2.1.1金屬（合金）金屬（合金）→冷卻降溫冷卻降溫→凝固凝固（收縮膨脹）（收縮膨脹）→繼續(xù)降溫繼續(xù)降溫→固態(tài)相變（體積固態(tài)相變（體積收縮或膨脹）收縮或膨脹）→體積變化體積變化→體積變化受阻體積變化受阻→鑄件內(nèi)產(chǎn)生應(yīng)力鑄件內(nèi)產(chǎn)生應(yīng)力→內(nèi)應(yīng)力內(nèi)應(yīng)力2.1.2鑄造應(yīng)力的分類：鑄造應(yīng)力的分類：應(yīng)力應(yīng)力鑄造應(yīng)力：鑄件在鑄造過程中在內(nèi)部所產(chǎn)生的應(yīng)力。鑄造應(yīng)力：鑄件在鑄造過程中在內(nèi)部所產(chǎn)生的應(yīng)力。臨時(shí)應(yīng)力：鑄

5、造過程中，產(chǎn)生應(yīng)力的原因消除后應(yīng)力消失：臨時(shí)應(yīng)力：鑄造過程中，產(chǎn)生應(yīng)力的原因消除后應(yīng)力消失：殘余應(yīng)力殘余應(yīng)力:：鑄造過程中，產(chǎn)生應(yīng)力的原因消除后應(yīng)力依然存在，這種應(yīng)力稱為：（鑄造）：鑄造過程中，產(chǎn)生應(yīng)力的原因消除后應(yīng)力依然存在，這種應(yīng)力稱為：（鑄造）那么，什么鑄件最簡(jiǎn)單？當(dāng)然是球狀，可以，但是不直觀。那么，什么鑄件最簡(jiǎn)單？當(dāng)然是球狀，可以，但是不直觀。下一個(gè)呢，當(dāng)然是棒狀。下一個(gè)呢，當(dāng)然是棒狀。因此我們就從桿件來分析鑄件內(nèi)熱應(yīng)力的產(chǎn)生過

6、程以及大小，影響因素。因此我們就從桿件來分析鑄件內(nèi)熱應(yīng)力的產(chǎn)生過程以及大小，影響因素。與那些因素有關(guān)？溫度，收縮，膨脹，長(zhǎng)度，應(yīng)力，首先查資料，列出各個(gè)因素之間關(guān)與那些因素有關(guān)？溫度，收縮，膨脹，長(zhǎng)度，應(yīng)力，首先查資料，列出各個(gè)因素之間關(guān)系的公式，然后進(jìn)行下面的工作。系的公式，然后進(jìn)行下面的工作。2.2.2舉例舉例為了說明鑄件內(nèi)熱應(yīng)力的產(chǎn)生過程，現(xiàn)舉一個(gè)簡(jiǎn)單的例子。為了說明鑄件內(nèi)熱應(yīng)力的產(chǎn)生過程，現(xiàn)舉一個(gè)簡(jiǎn)單的例子?，F(xiàn)以厚度不均勻的現(xiàn)以

7、厚度不均勻的T字梁為例（圖字梁為例（圖21）來討論殘余熱應(yīng)力的產(chǎn)生過程。）來討論殘余熱應(yīng)力的產(chǎn)生過程。該件是結(jié)構(gòu)最為簡(jiǎn)單的鑄件。該件是結(jié)構(gòu)最為簡(jiǎn)單的鑄件。T字梁鑄件由桿字梁鑄件由桿I和桿和桿II兩部分組成，桿兩部分組成，桿I較厚，桿較厚，桿II較薄。薄。A假設(shè)：為了討論簡(jiǎn)化起見，現(xiàn)作如下假設(shè)：假設(shè)：為了討論簡(jiǎn)化起見，現(xiàn)作如下假設(shè)：1）桿）桿I和桿和桿II從同一溫度從同一溫度tH開始冷卻，最后冷卻到同一溫度開始冷卻，最后冷卻到同一溫度T0

8、。2）.合金有一個(gè)臨界溫度合金有一個(gè)臨界溫度Tk，在此溫度以上，合金處于塑性狀態(tài)，以下處于彈，在此溫度以上，合金處于塑性狀態(tài)，以下處于彈性狀態(tài)；性狀態(tài)；3）合金在冷卻過程中沒有固態(tài)相變，鑄件收縮不受鑄型的阻礙；）合金在冷卻過程中沒有固態(tài)相變，鑄件收縮不受鑄型的阻礙；4）桿）桿I和桿和桿II冷卻速度相互沒有影響，即各自相互冷卻。冷卻速度相互沒有影響，即各自相互冷卻。5）材料的膨脹（收縮）系數(shù)）材料的膨脹（收縮）系數(shù)a和彈性模量和彈性模量E