| 鑄件在冷卻時相變應(yīng)力的不同變化情況 |
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鑄件成型過程中，既有熱處理過程也有冷卻過程，在鑄件的逐漸冷卻過程中有可能會發(fā)生合金的固態(tài)相變，比如碳鋼由δ相向γ相轉(zhuǎn)變，使得鑄件體積縮小；或者是γ相發(fā)生共析轉(zhuǎn)變，導致鑄件體積增大。
看來，鑄件冷卻過程的相變會影響它的體積大小。而且在鑄件各部分溫度一致的前提下，斗式提升機發(fā)生固態(tài)相變的時候不可能產(chǎn)生宏觀應(yīng)力，只能有微觀應(yīng)力。當相變溫度高于彈性轉(zhuǎn)變的臨界溫度時，合金處于塑性狀態(tài)。也就是說，鑄件的各部分有溫差存在的情況下，產(chǎn)生的相變應(yīng)力也不大，并會逐漸減小乃至消失。
但如果鑄件相變溫度低于彈性轉(zhuǎn)變的臨界溫度，且鑄件各部分溫差較大的情況下，就會引起宏觀相變應(yīng)力。由于相變時間不同，相變應(yīng)力可能成為臨時應(yīng)力或殘余應(yīng)力。
當鑄件薄壁部分發(fā)生固態(tài)相變時，厚壁部分還處于塑性狀態(tài)，若相變時新相的比容大于舊相的比容，則相變時薄壁部分膨脹，而厚壁部分受到塑性拉伸。這種情況下，鑄件內(nèi)部只產(chǎn)生很小的拉應(yīng)力，且隨時間延長而逐漸消失。隨著鑄件繼續(xù)冷卻，厚壁部分發(fā)生相變而增大體積，薄壁部分將被內(nèi)層彈性拉伸，而形成拉應(yīng)力。在這種條件下，殘余相變應(yīng)力和殘余熱應(yīng)力互相抵消。
而當鑄件厚壁部分發(fā)生固態(tài)相變時，薄壁部分已處于彈性狀態(tài)，這時相變應(yīng)力就會與熱應(yīng)力疊加，可能導致鑄件開裂、變形。所以無論是臨時相變應(yīng)力還是殘余相變應(yīng)力都要盡量消除，以免對鑄件造成不良影響。
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