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北京机械加工厂分析(xi)影响(xiang)铸造应力的因素(su)
铸(zhu)件在凝(ning)固和(he)冷却过程中，所(suo)受的应(ying)力(li)为热应(ying)力(li)、相变应(ying)力(li)和(he)机(ji)械阻碍应(ying)力(li)的代数(shu)和(he)。此(ci)应(ying)力(li)值大于(yu)金属在该温(wen)度下的强度，铸(zhu)件就会产生(sheng)裂纹。
机械阻(zu)碍(ai)应力(li)一般(ban)在铸件落砂后即消失，是临时应力(li)。残(can)留(liu)(liu)应力(li)往往是热应力(li)和相变应力(li)。残(can)留(liu)(liu)应力(li)与下列(lie)因(yin)素有(you)关：
1、金属性质方面
(1) 金属的(de)弹性模(mo)量(liang)越大(da)(da)，铸(zhu)件中的(de)残(can)余应力(li)就越大(da)(da)。例如，铸(zhu)钢(gang)、白(bai)口(kou)铁和球铁的(de)残(can)余应力(li)比灰口(kou)铸(zhu)铁的(de)大(da)(da)，原因(yin)之一是与(yu)金属的(de)弹性模(mo)量(liang)有关(guan)(表9—1)。
(2) 铸件的(de)(de)残余(yu)应力(li)与合金的(de)(de)自(zi)由(you)线收缩系数成正比。图9—2是几种材料(liao)从0—600℃的(de)(de)线膨胀曲线。当其它条(tiao)件相(xiang)同时，奥氏体(ti)不锈(xiu)钢由(you)于α值大，其残余(yu)应力(li)比铁素体(ti)不锈(xiu)钢的(de)(de)要大50％。
(3) 合金(jin)(jin)的(de)导热系数(shu)直接(jie)影响(xiang)铸件厚薄两部分的(de)温差(cha)值。合金(jin)(jin)钢(gang)(gang)比碳钢(gang)(gang)具有(you)较(jiao)低的(de)导热性能，因(yin)此在其它条件相同时，合金(jin)(jin)钢(gang)(gang)具有(you)较(jiao)大的(de)残余应力。
相变(bian)对(dui)残余应力的影(ying)响表现在以下两个方面(mian)：
a) 相变(bian)引起比容的(de)变(bian)化，
b) 相变(bian)(bian)热效应(ying)改变(bian)(bian)铸件各部分(fen)的(de)温度分(fen)布。
2、铸(zhu)型性(xing)质方面(mian)
铸型蓄热系数越(yue)大，铸件的冷却(que)速度越(yue)大，铸件内外的温(wen)差就越(yue)大，产(chan)生(sheng)的应力(li)则越(yue)大。金属型比砂型容易在铸件中引(yin)起更大的残(can)余应力(li)。
3、浇注(zhu)条件
提高(gao)浇(jiao)注温度，相当(dang)于(yu)提高(gao)铸型(xing)的温度，延缓了(le)铸件的冷却速度，使铸件各部分温度趋于(yu)均匀(yun)，因而可以减小(xiao)残余(yu)应(ying)力。
4、铸件结构
铸件(jian)壁厚差(cha)越大(da)，冷却时(shi)厚薄壁温差(cha)就越大(da)，引起的热应(ying)力(li)则越大(da)。
四、减小应力的(de)途(tu)径
减小(xiao)铸造应力(li)的主(zhu)要(yao)途径是针对(dui)铸件(jian)(jian)的结构特点在制(zhi)定(ding)铸造工艺时，尽可能地减小(xiao)铸件(jian)(jian)在冷却过程中各部(bu)分(fen)的温(wen)差(cha)，提(ti)高铸型(xing)和型(xing)芯的退让性，减小(xiao)机械阻碍。可采用以下(xia)具体措施：
1、合金(jin)方面(mian)
在(zai)零件能满足工(gong)作(zuo)条件的前提下，选择弹性模量和收缩系数小(xiao)的合金材料。
2、铸型方(fang)面(mian)
为了使铸(zhu)件在冷(leng)(leng)(leng)却(que)过程中温(wen)度分布均匀，可在铸(zhu)件厚(hou)实部分放置冷(leng)(leng)(leng)铁，或采用蓄热系数大(da)(da)的(de)型砂(sha)，也可对铸(zhu)件特别厚(hou)大(da)(da)部分进行强制冷(leng)(leng)(leng)却(que)，即在铸(zhu)件冷(leng)(leng)(leng)却(que)过程中，向事先埋没在铸(zhu)型内的(de)冷(leng)(leng)(leng)却(que)器(qi)吹入(ru)压缩空气(qi)或水气(qi)混合(he)物，加快厚(hou)大(da)(da)部位的(de)冷(leng)(leng)(leng)却(que)速度。也可在铸(zhu)件冷(leng)(leng)(leng)却(que)过程中，将铸(zhu)件厚(hou)壁(bi)部位的(de)砂(sha)层减薄。
预(yu)热(re)铸型(xing)可减小铸件各部分的(de)温差。在熔模铸造(zao)中，为了减小铸造(zao)应力和(he)裂(lie)纹(wen)等缺陷，型(xing)壳在浇注前被预(yu)热(re)到600～900℃。
为(wei)了提高(gao)铸型(xing)和型(xing)芯的退让(rang)性，应减(jian)小砂型(xing)的紧实度，或(huo)在型(xing)砂中加入适量的木屑(xie)、焦炭等(deng)，采用壳型(xing)或(huo)树(shu)脂砂型(xing)，效果(guo)尤(you)为(wei)显著。
采(cai)用细面砂和(he)涂料，可以减(jian)小铸型表(biao)面的摩(mo)擦力。