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铸造应力的产生及控制 铸造内应力,变形产生的原因是什么?什么是热应力,什么是机械应力

2020-09-30知识3

减小和消除铸造应力的方法有哪些 (1)合理2113地设计铸件的结构。铸件的形状愈复杂5261,各部分壁厚相4102差愈大,冷却时温度愈不均匀,铸造1653应力愈大。因此,在设计铸件时应尽量使铸件形状简单、对称、壁厚均匀。(2)采用同时凝固的工艺。所谓同时凝固是指采取一些工艺措施,使铸件各部分温差很小,几乎同时进行凝固。因各部分温差小,不易产生热应力和热裂,铸件变形小。设法改善铸型、型芯的退让性,合理设置浇冒口等。同时凝固的示意图,该工艺是在工件厚壁处加冷铁,冒口设薄壁处。(3)时效处理是消除铸造应力的有效措施。时效分自然时效、热时效和共振时效等。所谓自然时效,是将铸件置于露天场地半年以上,让其内应力消除。热时效(人工时效)又称去应力退火,是将铸件加热到550-650℃,保温2-4h,随炉冷却至150-200T,然后出炉。共振法是将铸件在其共振频率下震动10-60ndn,以消除铸件中的残留应力。

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如何防止铸造应力的产生 铸造应力是铸造过程中金属液凝固收缩产生的,防止产生应力是很难的,只有通过其它方法进行消除。比如说退火工艺等热处理手段。

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如何防止铸造锻造应力的产生 主要从以下三点进行控制:(1)第一类内应力,又称宏观残余应力,它是由工件不同部分的宏观变形不均匀性引起的,故其应力平衡范围包括整个工件。例如,将金属棒施以弯曲载荷,则上边受拉而伸长,下边受到压缩;变形超过弹性极限产生了塑性变形时,则外力去除后被伸长的一边就存在压应力,短边为张应力。这类残余应力所对应的畸变能不大,仅占总储存能的0.1%左右。(2)第二类内应力,又称微观残余应力,它是由晶粒或亚晶粒之间的变形不均匀性产生的。其作用范围与晶粒尺寸相当,即在晶粒或亚晶粒之间保持平衡。这种内应力有时可达到很大的数值,甚至可能造成显微裂纹并导致工件破坏。(3)第三类内应力,又称点阵畸变。其作用范围是几十至几百纳米,它是由于工件在塑性变形中形成的大量点阵缺陷(如空位、间隙原子、位错等)引起的。变形金属中储存能的绝大部分(80%~90%)用于形成点阵畸变。这部分能量提高了变形晶体的能量,使之处于热力学不稳定状态,故它有一种使变形金属重新恢复到自由焓最低的稳定结构状态的自发趋势,并导致塑性变形金属在加热时的回复及再结晶过程。

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#应力状态#残余应力#热应力

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