鑄造中的應(yīng)力有幾種?區(qū)別是什么?
鑄造中的應(yīng)力主要分為三種:熱應(yīng)力、機(jī)械應(yīng)力和相變應(yīng)力。它們之間的區(qū)別主要在于產(chǎn)生的原因和表現(xiàn)形式。
熱應(yīng)力
產(chǎn)生原因:熱應(yīng)力是由于鑄件在凝固和冷卻過(guò)程中,由于各部分溫度差異導(dǎo)致的體積變化不一致而產(chǎn)生的。具體來(lái)說(shuō),鑄件在凝固末期及隨后的冷卻過(guò)程中,橫截面和厚薄不同之處由于存在著溫度差,導(dǎo)致固態(tài)收縮速率不一致,從而相互制約產(chǎn)生了熱應(yīng)力。
表現(xiàn)形式:熱應(yīng)力的大小和分布將隨鑄件斷面的溫度梯度變化而變化。通常,溫度高、收縮量小的內(nèi)層會(huì)阻礙溫度低、收縮量大的外層收縮,使其受拉應(yīng)力,而內(nèi)層則受壓應(yīng)力。
機(jī)械應(yīng)力
產(chǎn)生原因:機(jī)械應(yīng)力主要是由于鑄件在冷卻收縮過(guò)程中受到外部因素(如模具、砂芯等)的阻礙而產(chǎn)生的。當(dāng)鑄件在鑄型中冷卻時(shí),其固態(tài)線收縮受到這些外部因素的限制,從而產(chǎn)生機(jī)械應(yīng)力。
表現(xiàn)形式:機(jī)械應(yīng)力通常表現(xiàn)為鑄件內(nèi)部的拉伸或壓縮應(yīng)力,這些應(yīng)力可能導(dǎo)致鑄件變形或開(kāi)裂。
相變應(yīng)力
產(chǎn)生原因:相變應(yīng)力是由于鑄件在冷卻過(guò)程中發(fā)生固態(tài)相變時(shí),由于相變前后固相的比容不同而產(chǎn)生的。具體來(lái)說(shuō),當(dāng)鑄件冷卻到相變溫度時(shí),各部分由于散熱條件不同,達(dá)到相變溫度的時(shí)間不同,導(dǎo)致各部分相變的程度和新舊相變體積不同,從而產(chǎn)生不均勻收縮和相變應(yīng)力。
表現(xiàn)形式:相變應(yīng)力通常表現(xiàn)為鑄件內(nèi)部的復(fù)雜應(yīng)力狀態(tài),這些應(yīng)力可能隨著相變的進(jìn)行而不斷變化。相變應(yīng)力的存在可能導(dǎo)致鑄件在后續(xù)加工或使用過(guò)程中出現(xiàn)變形或開(kāi)裂等問(wèn)題。
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