異型鑄鋼件在凝固和以后的冷卻過程中要發(fā)生體積收縮或膨脹，這種體積變化往往受到外界和異型鑄鋼件各部分之間的約束而不能自由地進行，于是便產(chǎn)生了鑄造應(yīng)力。如果產(chǎn)生應(yīng)力的原因消除后，鑄造應(yīng)力隨之消除，這種應(yīng)力叫做臨時鑄造應(yīng)力。如果產(chǎn)生應(yīng)力的原因消除后鑄造應(yīng)力仍然存在，這種應(yīng)力叫做鑄造殘留應(yīng)力。
異型鑄鋼件在凝固及后續(xù)冷卻過程中，由于壁厚和冷卻條件的不同，各部位的溫度和相變程度也不同，導(dǎo)致異型鑄鋼件各部位的體積變化不同。如果此時鑄造合金處于彈性狀態(tài)，灰口鑄鐵件之間會存在相互制約。鑄造殘余應(yīng)力往往是不同溫度和不同相變程度的結(jié)果。
結(jié)果表明，異型鑄鋼件在冷卻過程中的殘余應(yīng)力與各部位的溫度差和鑄造合金的彈性模量成正比。長期以來，人們認為鑄造合金在冷卻過程中有一個彈塑性轉(zhuǎn)變溫度，鑄鐵的彈塑性轉(zhuǎn)變溫度約為400℃，基于這種認識，應(yīng)力消除退火的加熱溫度應(yīng)為400℃，但實踐證明加熱溫度不理想。近年來的研究表明，合金材料沒有彈塑性轉(zhuǎn)變溫度，固液共存狀態(tài)的合金仍具有彈性。
普通灰鑄鐵消除應(yīng)力退火的加熱溫度為550℃，當(dāng)鑄鐵中含有基體結(jié)構(gòu)穩(wěn)定的合金元素時，可以適當(dāng)提高消除應(yīng)力退火溫度。低合金灰鑄鐵為600℃，高合金灰鑄鐵可提高到650℃，加熱速度一般為60-100 c/h，保溫時間可根據(jù)以下經(jīng)驗公式計算：h=異型鑄鋼件厚度/25+h”。異型鑄鋼件厚度單位為毫米，保溫時間單位為小時，在2-8范圍內(nèi)選擇H“。形狀復(fù)雜、應(yīng)力消除充分的異型鑄鋼件應(yīng)具有較大的H值。冷卻速度控制在30c/h以下，一般異型鑄鋼件冷卻到150200c。
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