金属工艺学金属工艺学 (3).pdf

金属工艺学铸造工艺学01内应力的形成内应力的形成此部分内容作为文字排版占位显示（建议使用主题字体）内应力、变形和裂纹 铸造内应力-铸件在凝固收缩时，受到阻碍内部形成的应力。内应力发生在铸件凝固以后的继续冷却过程中，一般认为由下列三种情形产生：1）二次结晶时，新相与旧相体积不同，膨胀与收缩将产生-相变应力。2）温度分布不同，各处收缩量不同时，内部互相制约，产生-热应力。3）收缩时受到铸型、型芯的阻碍，产生-收缩应力。热应力此部分内容作为文字排版占位显示（建议使用主题字体）由于铸件的壁厚不均匀、各部分的冷却速度不同，使得在同一时期内铸件各部分收缩不一致而引起的应力。内应力、变形和裂纹再结晶温度以下时，金属处于弹性状态，将产生弹性变形从而形成应力。内应力、变形和裂纹再结晶温度以上时，金属处于塑性状态，不产生应力。结论此部分内容作为文字排版占位显示（建议使用主题字体）1）铸件的各部分截面积差越大，产生的应力差越大。2）当厚大部分进入弹性状态时，厚薄部分温差越大，产生的热应力越大。3）厚“拉”薄“压”。内应力、变形和裂纹机械应力（收缩应力）此部分内容作为文字排版占位显示（建议使用主题字体）由于收缩受阻，产生的都是拉应力或剪应力。因为是产生在弹性状态下，落砂后随着产生弹性变形而消失，为临时应力。（但产生弹性变形的应力仍然留在弹性体内）。内应力、变形和裂纹机械应力（收缩应力）此部分内容作为文字排版占位显示（建议使用主题字体）当铸造应力形成时，若超过合金的屈服极限，则产生塑性变形；若超过合金的强度极限，则产生裂纹冷裂；（冷裂形成机理）若低于弹性极限，则以残余应力的形式存在。有残余应力的铸件，经机械加工，一段时间后，将产生变形，影响零件精度。内应力、变形和裂纹内应力、变形和裂纹圆柱体铸件加工后的变形表面被加工掉一层后心部钻孔后从侧面切去一层02铸件的变形与防止铸件的变形与防止此部分内容作为文字排版占位显示（建议使用主题字体）防止铸件产生变形的根本措施是消除铸造应力。此外还可以从工艺上采取措施1.工艺上采用同时凝固原则，减小温差，均匀冷却；2.设计时尽量使铸件壁厚均匀，形状对称；3.可采用“反变形”。内应力、变形和裂纹铸件的变形与防止此部分内容作为文字排版占位显示（建议使用主题字体）时效处理是去除残余应力防止变形的有效方法。1.自然时效，将铸件置于露天半年以上；2.人工时效，550-650去应力退火。时效处理宜放在粗加工之后，以便将铸造应力、粗加工产生应力一并消除。内应力、变形和裂纹铸件的裂纹与防止此部分内容作为文字排版占位显示（建议使用主题字体）铸件裂纹分为：热裂纹和冷裂纹。1.1.热裂纹 裂纹断口形态：裂纹短、缝隙宽、形状曲折、呈氧化色。形成机理：在凝固后期的固相线附近的温度范围内（该区称为脆性区），合金的收缩系数急剧改变，若收缩受阻，将产生应力。而此时合金尚未完全凝固（残余液体约10%），强度极低，若应力超过其强度则形成裂纹。内应力、变形和裂纹影响热裂形成的因素此部分内容作为文字排版占位显示（建议使用主题字体）合金性质：合金结晶温度，范围越宽，热裂倾向性越大。内应力、变形和裂纹T热裂倾向线收缩开始温度固相线铸型阻力 铸型的退让性越大，合金热裂倾向越小。内应力、变形和裂纹内应力、变形和裂纹冷裂 是在低温下形成的裂纹。特征：裂纹细小，呈连续直线状，有时有轻微的氧化色。出现部位：形状复杂的受拉伸部份，特别是应力集中处，如尖角、孔洞处。塑性好的合金通过塑性变形应力自行缓解，故冷裂倾向小，塑性差，脆性大的合金易冷裂如：高锰钢、高碳钢含磷高时易冷裂。