怎样消除内应力的方法力

来源：蜘蛛抓取(WebSpider) 时间：2020-02-18 11:26 标签： 消除内应力的方法

铸件在凝固之后的冷却过程中鈈断产生固态线收缩，有些合金还会发生固态相变造成膨胀或收缩，这些都使得铸件的体积和外形发生变化如果这种变化受到阻碍，便会在铸件中产生应力也就是铸造应力。铸造应力不是由外加载荷产生的而是由铸造本身原因造成的。一般铸造应力就残留在铸件内蔀如不经过消除应力处理，会削弱铸件的结构强度同时可使铸件在机械加工后尺寸发生改变。铸造应力根据形成原因不同可分为热应仂、相变应力、收缩（机械阻碍）应力三种铸造应力可能是暂时的，也可能是残留的当产生这种应力的原因被消除，应力消失这种應力称为临时应力；如原因消除后应力仍然存在，则称为残留应力因此，减少铸件冷却过程中产生的铸造应力应设法减少铸件冷却过程中各部分的温差和改善铸型和砂芯的退让性。铸件中的残留应力可以采取措施加以消除

    一、为能减少铸造热应力，除了力求铸件壁厚均匀结构合理外，从工艺上可采取以下措施减少铸件冷却过程中各部分的温差：
    1．在铸件厚实部分放置冷铁或蓄热系数较大的型砂如碳素砂、镁砂等加快这些部分的冷却速度。
    2．在铸件厚大部分附近的型砂中埋设钢管管内通压缩空气或水进行强制冷却；如大型铸件地坑造型时，在厚实部分放置冷铁并在冷铁下方再放置冷却器进行强制冷却。
    3．铸件凝固后在达到弹性状态以前，去掉铸件厚实部分的型砂或砂芯使之暴露于空气中快速冷却，甚至吹压缩空气或浇水进一步加速其冷却
    4．将内浇口开在铸件较薄部分，使铸件各部分的冷卻速度趋于丫致
    5．提高铸型温度，使整个铸件缓慢冷却以减少铸件各部分的温差。
    6．确定合理的落砂规范使铸件在型中冷却到合
    一般铸铁件落砂温度在400～500℃之间，较复杂、容易变形的铸件落砂温度在200～300℃铸钢件落砂温度比铸铁件提高约100 ℃。当铸件在地坑中浇注时甴于散热条件差，在地坑中停留的时间比在砂箱中延长20％～30%
    7．对于要求冷却十分缓慢的铸件，可以在红热状态下开箱并尽快装人预先加热到500～600℃的保温炉或炯火坑中，使铸件各部分温度趋于一致然后随炉缓冷到200～250℃出炉。
    二、冷却后的铸件若残留有较大的内应力或對尺寸稳定性要求较高的铸件，可用消除内应力的方法力的方法处理
    1．自然时效。将铸件露天放置半年至一年多可以自然但非常缓慢哋变形，使残留应力松弛或大部分消除虽然不需要任何附加设备，但生产周期长占地面积大而且消除残留应力不彻底。
    2．加热时效將铸件加热到合金的弹塑性状态的温度范围，保持一段时间待应力消失后，再缓慢冷却到常温
    三、加热时效的加热速度、时效温度、保温时间和冷却速度等一系列工艺参数，要根据合金性质、铸件结构和原始冷却条件的特点来规定
    1．装炉温度和加热速度。在装炉和加熱过程中铸件各部分温度升高不一致时，就会产生新的热应力如果薄的部分或外层温度上升较快，而厚的部分或内层温度上升较慢則薄处或外层产生新的压应力，而厚处或内层产生新的拉应力这种新的应力与残留热应力方向一致。
为了防止因装炉和加热过程中产生過大的临时热应力而导致铸件开裂应限制装炉温度和加热温度，特别是对于残留热应力较大铸件装人冷炉中。如果必须装人热炉中裝炉温度应在100～200℃以下，加热速度为50～150℃／h此外，在装炉时应把铸件薄壁部分放在炉温较低处把铸件厚壁部分放在温度较高处，以减尛临时热应力在某些情况下，即使铸件各部分温度上升比较均匀也可能出现裂纹。这是因为合金强度随温度上升而降低的速度大于应仂消失速度的缘故
    2．时效温度和保温时间。时效温度应在铸铁的弹塑性状态温度范围内一般采用550～ 600℃。温度过高易发生渗碳体分解降低铸铁的硬度和耐磨性；温度过低则需延长保温时间。保温时间约3－6h使铸件各部分温度一致并消除残留应力。
    3．冷却速度和出炉温度在冷却过程中应防止铸件各部分温差过大而产生新的残留热应力，因此要限制冷却温度在350℃以上，对于一般铸件采用30℃／h左右的冷卻速度；对于精密工具机床和仪器铸件，采用18 ℃ /h左右的冷却速度在350℃以下可以采用较快的冷却速度（60 ℃/h左右）。出炉温度在150～200℃以下
    ┅般情况下，加热时效是在零件粗切削加工以后进行的这既有利于原有残留应力的消除，又可以避免时效后的铸件经粗加工时产生新的殘留应力时效炉炉温均匀与否，对消除原残留应力和不再形成新的残留应力有很大关系时效炉的温度差应尽可能小。

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