Keď odlievanie stuhní, bude sa generovať nasledujúce napätia:
Obsadenie tepelného stresu
Príčiny odlievania tepelného stresu
Faktory odlievania a veľkosti
Rozdiel hrúbky steny: Hrúbka steny každej časti liatia je iná. Hrubá stena sa pomaly rozptyľuje a ochladenie a zmršťovanie zaostáva za sebou. Tenká stena sa rýchlo ochladí a najskôr sa zmenšuje. Časť tenkej steny, ktorá sa rýchlo ochladzuje, bude produkovať ťahové napätie na hustej časti steny a hrubá časť steny bude na tenkej stene vyvolať tlakové napätie, čím sa vytvorí tepelné napätie.
Komplexný tvar: Odliatky s komplexnými tvarmi, ako sú tie, ktoré majú šéfky, rebrá a iné štruktúry, sú vzájomne obmedzené a počas chladenia a zmršťovania sa nemôžu voľne vykonávať. Zmraženie rôznych častí sa navzájom ovplyvňuje, čo vedie k tepelnému stresu.
Rozdiely v tepelných fyzikálnych vlastnostiach materiálov
Materiálové charakteristiky odliatkov: Rôzne odlievacie materiály majú rôzne tepelné fyzikálne vlastnosti, ako je tepelná vodivosť a špecifická tepelná kapacita. Materiály s vysokou tepelnou vodivosťou rýchlo rozptyľujú teplo a pri chladení sa rýchlo zmenšujú; Materiály s nízkou tepelnou vodivosťou sú opakom. Tento rozdiel v tepelných fyzikálnych vlastnostiach povedie k rôznym rýchlostiam chladenia v rôznych častiach odlievania, ktoré zase spôsobia tepelné napätie.
Vplyv odlievacích materiálov: Tepelné vlastnosti odlievacích materiálov ovplyvnia aj proces chladenia odliatkov. Ak je tepelná vodivosť odliatkov veľká, povrch odliatku v kontakte s odliatím rýchlo rozptyľuje teplo, zatiaľ čo vnútorné teplo sa pomaly rozptyľuje, čo spôsobí teplotný rozdiel medzi povrchom a vnútornou časťou odlievania a vytvorí tepelné napätie.
Podmienky chladenia a faktory životného prostredia
Nerovnomerné chladiace médium: Počas procesu chladenia, ak je chladiace médium (ako je vzduch, voda atď.) Nerovnom bydliska okolo liatia, spôsobí rôzne rýchlosti chladenia v rôznych častiach odlievania. Napríklad pri chladení vzduchu sa veterná strana liatia rýchlo ochladí a záveterná strana sa pomaly ochladí, čím sa vytvára tepelné napätie.
Zmeny v okolitej teplote: okolitá teplota v zlievárni je nestabilná. Počas procesu chladenia odlievania bude kolísanie okolitej teploty ovplyvniť rýchlosť rozptylu tepla pri odliatení, čo spôsobí nekonzistentné chladenie a zmršťovanie rôznych častí odliatku, čo bude mať za následok tepelné stresy.
Vplyv tepelného stresu odliatkov na kvalitu odlievania
Spôsobuje deformáciu
Tepelné napätie spôsobí nerovnomerné zmršťovanie odlievania počas procesu chladenia, čím spôsobí deformáciu odlievania. Napríklad v niektorých plochých odliatkoch môže tepelné napätie generované rôznymi rýchlosťami chladenia povrchu a stredu spôsobiť, že plochá doska sa deformuje a deformuje, ovplyvňuje rozmerovú presnosť a kvalitu vzhľadu odlievania a zvyšuje obtiažnosť a náklady na následné spracovanie.
Spôsobiť praskanie
Keď tepelné napätie prekročí limit pevnosti odliatiaceho materiálu, odlievanie bude prasknúť. Tepelné trhliny sa zvyčajne tvoria pri vysokých teplotách v neskorom období tuhnutia, s kľukatými tvarmi, širokými medzerami a oxidovanými farbami na povrchu. Chladné trhliny sa tvoria pri nižších teplotách v dôsledku superpozície tepelného napätia a stresu fázovej zmeny. Praskliny sú malé, nepretržité a rovné a na povrchu nie je oxidovaná farba. Praskliny vážne znížia mechanické vlastnosti a utesnenie odlievania, čím sa odpad z odlievania.
Znížiť mechanické vlastnosti
Tepelné napätie spôsobí mikroskopické defekty vo vnútri odlievania, ako je skreslenie mriežky a dislokácie. Tieto defekty bránia pohybu dislokácií a znížia silu a húževnatosť materiálu. Zároveň môže tepelné napätie tiež spôsobiť nerovnomernú vnútornú štruktúru liatia, čím sa ďalej znižuje komplexné mechanické vlastnosti odlievania a pri koncentrácii napätia je ľahké poškodiť pri koncentrácii napätia pri zaťažení.
Spôsobuje zvyškový stres
Ak sa tepelné napätie generované počas procesu tuhnutia úplne neuvoľní, bude existovať vo odliatku vo forme zvyškového napätia. Zvyškové napätie spôsobí, že odlievanie bude rozmerne nestabilné v dôsledku redistribúcie napätia počas následného spracovania a používania, čo ovplyvní presnosť montáže a výkon častí. Okrem toho bude zvyškový napätie prekrývaný pracovným stresom, čím sa zníži pevnosť únavy a odolnosť proti korózii stresu.
Fázová zmena stres z odliatkov
Príčiny tvorby stresu fázovej zmeny v odliatkoch:
Charakteristiky zmeny zliatiny
Špecifická zmena objemu: Keď zliatina prechádza zmenou fázy počas tuhnutia, špecifické objemy rôznych fáz sa zvyčajne líšia. Napríklad v zliatinách železo-uhlíka, keď sa austenit transformuje na martenzit, je martenzitný špecifický objem veľký a expanzia objemu sa vyskytuje počas zmeny fázy. Ak nie sú fázové zmeny rôznych častí odlievania synchronizované, expanzia prvej fázovej časti spôsobí tlakový napätie na časti nezmenenej fázou, a časť nezmenená vo fáze spôsobí napätie v ťahu na fázovej časti, čím sa vytvorí stres fázy.
Latentné teplo fázovej zmeny: Latentné teplo fázovej zmeny sa uvoľní alebo absorbuje počas fázovej zmeny, čo ovplyvní lokálne teplotné pole odlievania. Uvoľňovanie latentného tepla fázovej zmeny zvýši teplotu časti, spomalí rýchlosť chladenia a rozdiel chladenia s okolitými časťami povedie k nekonzistentnému zmršťovaniu, ktoré potom spôsobí stres zmeny fázy.
Rozdiel v podmienkach chladenia
Rôzne rýchlosti chladenia: Pri ochladení rôznych častí odliatku sa rýchlosti chladenia líšia v dôsledku rôznych podmienok rozptylu tepla. Fázová zmena dielu s rýchlym chladením je dokončená ako prvá a fázová zmena časti s pomalým ochladením je oneskorená. Táto asynchronicita fázovej zmeny spôsobuje nerovnomerné zmeny objemu vo vnútri odliatku, čím vytvára napätie fázovej zmeny. Napríklad povrch liatia sa rýchlo ochladzuje, zatiaľ čo vnútorná strana sa pomaly ochladí. Fázová zmena povrchu a vnútorná strana nie je synchronizovaná, čo povedie k stresu zmeny fázy.
Účinok teplotného gradientu: Vo vnútri liatia je teplotný gradient a proces zmeny zliatiny v rôznych teplotných zónach je iný. Fázová zmena v zóne s vysokou teplotou je oneskorená a fázová zmena v zóne s nízkou teplotou sa vykonáva ako prvá. Poradie fázovej zmeny spôsobuje interakciu medzi časťami, čím sa vytvára napätie fázovej zmeny.
