精密鑄件工藝中冷卻操作的細(xì)節(jié)

? ? ? 精密鑄件的應(yīng)用范圍越來(lái)越廣，加工工藝也越來(lái)越多，其中冷卻過(guò)程是必不可少的過(guò)程，有的還要經(jīng)歷合金的固相轉(zhuǎn)變，在此過(guò)程當(dāng)中金屬的對(duì)比發(fā)生變化，比如碳鋼的體積從δ相變?yōu)棣孟?，γ相變?yōu)楣参鰰r(shí)體積增大。

? ? ? 但如果精密鑄件各部位溫度相同，固相轉(zhuǎn)變時(shí)可能不會(huì)出現(xiàn)微應(yīng)力，只有微應(yīng)力。當(dāng)相變溫度高于塑性-彈性轉(zhuǎn)變的臨界溫度時(shí)，合金在相變過(guò)程當(dāng)中處于塑性狀態(tài)。即使鑄件各部位有溫度，相變應(yīng)力也很小，會(huì)逐漸下降甚至消失。

? ? 如果精密鑄件的相變溫度低于臨界溫度，鑄件各部分溫差較大，且各部分相變時(shí)間不同，會(huì)引起微觀(guān)相變應(yīng)力，由于相變時(shí)間不同，相變應(yīng)力可能變成臨時(shí)應(yīng)力或殘余應(yīng)力。

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? ? ?當(dāng)精密鑄件薄壁部分發(fā)生固相轉(zhuǎn)變時(shí)，厚壁部分仍處于塑性狀態(tài)。在相變過(guò)程當(dāng)中，如果新相的比容大于舊相的比容，則薄壁部分膨脹，而厚壁部分塑性拉伸。結(jié)果，在鑄件中僅出現(xiàn)小的拉伸應(yīng)力，并隨著時(shí)間的延長(zhǎng)而逐漸消失。在這種情況下，如果鑄件繼續(xù)冷卻，厚壁零件將經(jīng)歷相變并增加其體積。由于已經(jīng)處于彈性狀態(tài)，薄壁部分會(huì)被內(nèi)層彈性拉伸，形成拉應(yīng)力。然而，厚壁部分被外層彈性壓縮以形成壓縮應(yīng)力。在這種情況下，殘余相變應(yīng)力和殘余熱應(yīng)力具有相反的符號(hào)，可以相互抵消。

? ? ?當(dāng)精密鑄件薄壁部分釋放固相轉(zhuǎn)變時(shí)，厚壁部分已經(jīng)處于彈性狀態(tài)。如果新比容大于舊相，厚壁部分受到彈性拉伸形成拉應(yīng)力，薄壁部分受到彈性收縮形成臨時(shí)壓應(yīng)力。此時(shí)相變應(yīng)力的符號(hào)與熱應(yīng)力的符號(hào)相同，即應(yīng)力疊加。當(dāng)精密鑄件連續(xù)冷卻至厚壁部分發(fā)生相變時(shí)，比容增大并膨脹，使前一段形成的相變應(yīng)力消失。