Le seguenti sollecitazioni verranno generate quando il casting si solidifica:
Casting Stress termico
Cause del fusione dello stress termico
Struttura di fusione e fattori di dimensioni
Differenza dello spessore della parete: lo spessore della parete di ogni parte della fusione è diverso. La parete spessa dissipa lentamente il calore e il raffreddamento e il restringimento sono in ritardo. La parete sottile si raffredda rapidamente e si restringe prima. La parte della parete sottile che si raffredda rapidamente produrrà stress di trazione sulla parte della parete spessa e la parte della parete spessa produrrà stress di compressione sulla parte della parete sottile, formando così lo stress termico.
Forma complessa: i getti con forme complesse, come quelle con boss, costole e altre strutture, sono reciprocamente limitati e non possono essere eseguiti liberamente durante il raffreddamento e il restringimento. Il restringimento di diverse parti si colpisce reciprocamente, con conseguente stress termico.
Differenze nelle proprietà fisiche termiche dei materiali
Caratteristiche del materiale delle getti: diversi materiali di fusione hanno proprietà fisiche termiche diverse come la conduttività termica e la capacità termica specifica. I materiali con alta conduttività termica dissipano rapidamente il calore e si riducono rapidamente durante il raffreddamento; I materiali con bassa conduttività termica sono l'opposto. Questa differenza nelle proprietà fisiche termiche porterà a diverse velocità di raffreddamento in diverse parti della fusione, che a sua volta produrranno stress termico.
Influenza dei materiali di fusione: le proprietà termiche dei materiali di fusione influenzeranno anche il processo di raffreddamento delle getti. Se la conduttività termica della fusione è grande, la superficie della fusione a contatto con la fusione dissiperà rapidamente il calore, mentre il calore interno dissiperà lentamente il calore, causando una differenza di temperatura tra la superficie e l'interno della fusione, formando stress termici.
Condizioni di raffreddamento e fattori ambientali
Medium di raffreddamento irregolare: durante il processo di raffreddamento, se il mezzo di raffreddamento (come aria, acqua, ecc.) È distribuito in modo irregolare attorno alla fusione, causerà diverse velocità di raffreddamento in diverse parti della fusione. Ad esempio, quando si raffredda ad aria, il lato vento della fusione si raffredda rapidamente e il lato sottovento si raffredda lentamente, producendo così stress termico.
Cambiamenti della temperatura ambiente: la temperatura ambiente nella fonderia è instabile. Durante il processo di raffreddamento della fusione, la fluttuazione della temperatura ambiente influenzerà la velocità di dissipazione del calore della fusione, causando raffreddamento e restringimento incoerenti di varie parti della fusione, con conseguente stress termico.
Impatto dello stress termico dei getti sulla qualità del fusione
Provoca deformazione
Lo stress termico causerà un restringimento irregolare della fusione durante il processo di raffreddamento, causando così la deformazione della fusione. Ad esempio, in alcuni getti piatti, lo stress termico generato da diverse velocità di raffreddamento della superficie e il centro può causare deformare la piastra piatta e deformarsi, influenzando l'accuratezza dimensionale e la qualità dell'aspetto della fusione e aumentando la difficoltà e il costo della successiva lavorazione.
Causare cracking
Quando la sollecitazione termica supera il limite di resistenza del materiale di fusione, la fusione si romperà. Le fessure termiche sono generalmente formate ad alte temperature nel periodo di solidificazione tardiva, con forme tortuose, spazi larghi e colori ossidati sulla superficie. Le crepe fredde si formano a temperature più basse a causa della sovrapposizione dello stress termico e dello stress di cambio di fase. Le crepe sono piccole, continue e dritte e non c'è colore ossidato sulla superficie. Le crepe ridurranno seriamente le proprietà meccaniche e la sigillatura della fusione, rendendo i rifiuti di fusione.
Ridurre le proprietà meccaniche
Lo stress termico causerà difetti microscopici all'interno del casting, come la distorsione reticolare e le lussazioni. Questi difetti ostacoleranno il movimento delle dislocazioni e ridurranno la forza e la tenacità del materiale. Allo stesso tempo, lo stress termico può anche causare una struttura interna irregolare della fusione, riducendo ulteriormente le proprietà meccaniche complete della fusione ed è facile essere danneggiati alla concentrazione di stress quando si portano carichi.
Provoca stress residuo
Se lo stress termico generato durante il processo di solidificazione non viene completamente rilasciato, esisterà nella fusione sotto forma di stress residuo. Lo stress residuo causerà il casting dimensionalmente instabile a causa della ridistribuzione dello stress durante la successiva elaborazione e uso, influenzando l'accuratezza dell'assemblaggio e le prestazioni delle parti. Inoltre, lo stress residuo verrà sovrapposto allo stress da lavoro, riducendo la resistenza alla fatica e la resistenza alla corrosione dello stress della fusione.
Cambio di fase stress dei getti
Cause della formazione dello stress di cambiamento di fase nei getti:
Caratteristiche del cambiamento di fase in lega
Cambiamento di volume specifico: quando la lega subisce una variazione di fase durante la solidificazione, i volumi specifici di diverse fasi sono generalmente diversi. Ad esempio, nelle leghe di ferro-carbonio, quando l'austenite si trasforma in martensite, il volume specifico di martensite è grande e l'espansione del volume si verifica durante il cambiamento di fase. Se i cambiamenti di fase di varie parti del casting non sono sincronizzati, l'espansione della prima parte cambiata in fase produrrà sollecitazioni di compressione sulla parte non cambiata in fase e la parte non in cambio della fase produrrà stress di trazione sulla parte invariata di fase, formando così lo stress di cambio di fase.
Calore latente del cambiamento di fase: il calore latente del cambiamento di fase verrà rilasciato o assorbito durante il cambiamento di fase, che influirà sul campo di temperatura locale del fusione. Il rilascio del calore latente della variazione di fase aumenterà la temperatura della parte, rallenterà la velocità di raffreddamento e la differenza di raffreddamento con le parti circostanti porterà a un restringimento incoerente, che produrrà quindi lo stress di cambio di fase.
Differenza in condizioni di raffreddamento
Tassi di raffreddamento diversi: quando si raffreddano diverse parti della fusione, le velocità di raffreddamento sono diverse a causa delle diverse condizioni di dissipazione del calore. Il cambio di fase della parte con il raffreddamento rapido viene completato per primo e il cambio di fase della parte con il raffreddamento lento è ritardato. Questa asincronicità del cambiamento di fase provoca cambiamenti di volume irregolari all'interno del casting, generando così lo stress di cambio di fase. Ad esempio, la superficie della fusione si raffredda rapidamente, mentre l'interno si raffredda lentamente. Il cambio di fase della superficie e l'interno non è sincronizzato, il che porterà allo stress di cambio di fase.
Effetto del gradiente di temperatura: c'è un gradiente di temperatura all'interno della fusione e il processo di cambio di fase in lega in diverse zone di temperatura è diverso. La variazione di fase nella zona ad alta temperatura viene ritardata e la variazione di fase nella zona a bassa temperatura viene eseguita per prima. L'ordine di variazione di fase provoca l'interazione tra le parti, la formazione dello stress di cambio di fase.
