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铸件铸造应力的定义与分析

2012年04月01日

铸件在凝固以后的冷却过程中,由于温度下降而产生收缩,有些合金还会发生固态相变而引起膨胀或收缩,这些都使铸件的体积和长度发生变化,若这些变化受到阻碍(热阻碍、外力阻碍等),便会在铸件中产生应力,称为铸造应力。铸造应力按其产生的原因可分为三种:热应力、相变应力和收缩应力。这些应力可能是拉应力,也可能是压应力。当产生应力的原因消除以后,应力即告消失,这种应力称为临时应力;如果产生应力的原因消除以后,应力依然存在于铸件中,称这种应力为剩余应力。通常热应力是剩余应力,收缩应力是临时应力,而相变应力则因发生相变的时间和程度不同,可能是临时应力,也可能是剩余应力。在铸件冷却过程中,两种应力可能同时起作用,冷却至常温并落砂以后,只有剩余应力对铸件质量有影响。
        当铸件内的总应力值低于合金的弹性极限时,则以剩余应力的形式存在于铸件内;当总应力值超过合金的屈服点时,铸件将发生变形,使铸件的尺寸发生变化;当总应力值超过合金的抗拉强度时,铸件将产生裂纹。铸造应力对铸件的质量影响甚大,尤其是在交变载荷作用下工作的零件,当载荷作用的方向与铸造应力方向一致时,则力的总和可能会超过材料的强度极限,引起铸件断裂。有剩余应力存在的铸件,经
机械加工后,往往会发生变形或降低零件的精度。在腐蚀介质中,还会降低铸件的耐腐蚀性能,严重时会引起应力腐蚀开裂。因此,必须减小和消除铸件中的应力。
 

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