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鑄造應力是鑄件冷卻進入彈性區(qū)域以後,由于收縮(或膨脹)受到阻力而形成的内應力。
鑄造應力對鑄件質(zhì)量影響很(hěn)大。若鑄件總應力值超過合金屈服極限,将引起鑄件變形,降低鑄件尺寸精(jīng)度。總應力值超過合金強度極限,鑄件将産生冷裂,導緻報廢。殘餘應力存在于鑄件中,在交變載荷下工作(zuò)。若殘餘應力與載荷作(zuò)用(yòng)力方向一緻,則鑄件内外應力總和可(kě)能(néng)超過材料許用(yòng)強度極限而破壞,甚至造成重大事故。因此,檢測鑄件殘餘應力,研究殘餘應力産生、發展過程,為(wèi)制定相應工藝措施,盡量減小(xiǎo)并設法消除鑄件殘餘應力,改善鑄件質(zhì)量,有很(hěn)重要的現實意義。
一、實驗目的
學(xué)習測定鑄件殘餘應力的方法,提高對鑄件殘餘應力的産生、發展過程的感性認識。
二、實驗原理(lǐ)
鑄件在凝固後的繼續冷卻過程中,将産生固态收縮。若鑄件各部分(fēn)壁厚不同或因工藝等因素,使各部分(fēn)收縮不一緻或收縮受阻礙,則将産生内應力——鑄造應力。
鑄造過程中,由于各種原因,鑄件中産生應力幾乎是不可(kě)避免的。鑄造應力對鑄件質(zhì)量影響很(hěn)大,它是鑄件在冷卻過程中以及在以後的切削加工過程中或鑄件使用(yòng)過程中産生變形和裂紋的根本原因。在腐蝕介質(zhì)中使用(yòng)的鑄件還會導緻應力腐蝕。鑄造應力按其形成的原因,可(kě)以分(fēn)為(wèi)機械應力和熱應力兩類。
1.機械應力
機械應力也稱為(wèi)收縮應力,是鑄件收縮過程中受到機械阻礙而形成的應力。形成的原因很(hěn)多(duō),如砂型舂得過緊、型砂和芯砂的高溫強度太高、退讓性差等。
機械應力一般都是拉應力。由于它是在鑄件處于彈性狀态時産生的應力,因而當形成應力的原因一經消除,如落砂、打斷澆冒口系統之後,應力也就随之消失。機械應力是一種臨時應力。
2.熱應力
熱應力是由于鑄件壁厚不均勻,各部分(fēn)的冷卻速度不同,以緻在同一時間内鑄件各部分(fēn)的收縮不一緻而造成的應力。這種應力一旦形成,将一直保留到室溫。它是鑄件産生變形、開裂的主要原因。所以,設計鑄件時,要盡量使各部分(fēn)的冷卻速度一緻,實現同時凝固,可(kě)減小(xiǎo)鑄件的熱應力。
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