鑄造-應力、變形、冷裂

1、第二章第二章鑄件的應力鑄件的應力前一章內容總結前一章內容總結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小的等軸晶粒組織，這樣可以保證得到強度和韌性都非常良好的鑄件。得到細小的等軸晶粒組織，這樣可以保證得到強度和韌性都非常良好的鑄件。得到了理想的細晶組織，是否鑄件的成型就完成了？完美得到了理想的細晶組織，是否鑄件的成型就完成

2、了？完美金相金相就拿這個暖氣片來說，天氣太冷，老板通過市場調查，讓你開發(fā)暖氣片，還答應你，干好就拿這個暖氣片來說，天氣太冷，老板通過市場調查，讓你開發(fā)暖氣片，還答應你，干好了先讓你用。了先讓你用。你高興，美夢你高興，美夢。你在生產過程中，采取了各種措施，得到了一個具有理想組織的鑄件，你在生產過程中，采取了各種措施，得到了一個具有理想組織的鑄件，但是當你將鑄件往一塊裝配的時候，但是當你將鑄件往一塊裝配的時候，這兩個口應該對起來，但是如果鑄

3、件產生變形，一個距離長，一個距離短，兩個照不起來，這兩個口應該對起來，但是如果鑄件產生變形，一個距離長，一個距離短，兩個照不起來，鑄件報廢。鑄件報廢。另外一個問題，你看著鑄件的外表沒有什么問題，你把這個鑄件裝配起來，結果一通壓力，另外一個問題，你看著鑄件的外表沒有什么問題，你把這個鑄件裝配起來，結果一通壓力，漏水了。漏水了。美夢變惡夢美夢變惡夢什么原因造成的？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、應力首先：介紹鑄件中的應力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→鑄件內產生應力鑄件內產生應力→內應力內應力2.1.2鑄造應力的分類：鑄造應力的分類：應力應力鑄造應力：鑄件在鑄造過程中在內部所產生的應力。鑄造應力：鑄件在鑄造過程中在內部所產生的應力。臨時應力：鑄

5、造過程中，產生應力的原因消除后應力消失：臨時應力：鑄造過程中，產生應力的原因消除后應力消失：殘余應力殘余應力:：鑄造過程中，產生應力的原因消除后應力依然存在，這種應力稱為：（鑄造）：鑄造過程中，產生應力的原因消除后應力依然存在，這種應力稱為：（鑄造）那么，什么鑄件最簡單？當然是球狀，可以，但是不直觀。那么，什么鑄件最簡單？當然是球狀，可以，但是不直觀。下一個呢，當然是棒狀。下一個呢，當然是棒狀。因此我們就從桿件來分析鑄件內熱應力的產生過

6、程以及大小，影響因素。因此我們就從桿件來分析鑄件內熱應力的產生過程以及大小，影響因素。與那些因素有關？溫度，收縮，膨脹，長度，應力，首先查資料，列出各個因素之間關與那些因素有關？溫度，收縮，膨脹，長度，應力，首先查資料，列出各個因素之間關系的公式，然后進行下面的工作。系的公式，然后進行下面的工作。2.2.2舉例舉例為了說明鑄件內熱應力的產生過程，現舉一個簡單的例子。為了說明鑄件內熱應力的產生過程，現舉一個簡單的例子?，F以厚度不均勻的現以

7、厚度不均勻的T字梁為例（圖字梁為例（圖21）來討論殘余熱應力的產生過程。）來討論殘余熱應力的產生過程。該件是結構最為簡單的鑄件。該件是結構最為簡單的鑄件。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：為了討論簡化起見，現作如下假設：假設：為了討論簡化起見，現作如下假設：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）.合金有一個臨界溫度合金有一個臨界溫度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）材料的膨脹（收縮）系數a和彈性模量和彈性模量E