Sljedeća naprezanja nastat će se kada se lijevanje učvršćuje:
Lijevanje toplinskog stresa
Uzroci lijevanja toplinskog stresa
Struktura lijevanja i faktori veličine
Razlika debljine stijenke: Debljina stijenke svakog dijela lijevanja je drugačija. Debeli zid polako rasipa toplinu, a hlađenje i skupljanje zaostaje. Tanki se zid brzo hladi i prvo se smanjuje. Tanki zidni dio koji se brzo hladi proizvest će zatezanje napona na debelom zidnom dijelu, a debeli zidni dio stvorit će pritisak na pritisak na tankom zidnom dijelu, stvarajući tako toplinski napon.
Složeni oblik: odljevi sa složenim oblicima, poput onih s šefovima, rebrima i drugim strukturama, međusobno su ograničeni i ne mogu se slobodno izvesti tijekom hlađenja i skupljanja. Skupljanje različitih dijelova utječe jedni na druge, što rezultira toplinskim naponom.
Razlike u toplinskim fizičkim svojstvima materijala
Materijalne karakteristike odljeva: Različiti materijali za lijevanje imaju različita toplinska fizička svojstva kao što su toplinska vodljivost i specifični toplinski kapacitet. Materijali s visokom toplinskom vodljivošću brzo raspršuju toplinu i brzo se smanjuju pri hlađenju; Materijali s niskom toplinskom vodljivošću su suprotni. Ova razlika u toplinskim fizičkim svojstvima dovest će do različitih brzina hlađenja u različitim dijelovima lijevanja, što će zauzvrat proizvesti toplinski napon.
Utjecaj materijala za lijevanje: Termička svojstva od lijevanja također će utjecati na postupak hlađenja odljeva. Ako je toplinska vodljivost lijevanja velika, površina lijevanja u kontaktu s lijevanjem brzo će raspršiti toplinu, dok će unutarnja toplina polako raspršiti toplinu, uzrokujući temperaturnu razliku između površine i unutrašnjosti lijevanja, formirajući toplinski stres.
Uvjeti hlađenja i okolišni čimbenici
Neravni rashladni medij: Tijekom postupka hlađenja, ako je rashladni medij (poput zraka, vode itd.) Neravnomjerno raspoređen oko lijevanja, prouzročit će različite brzine hlađenja u različitim dijelovima lijevanja. Na primjer, kada se zračno hladi, vjetrovita strana lijevanja brzo se hladi i lepršana strana se polako hladi, stvarajući na taj način toplinski stres.
Promjene temperature okoline: temperatura okoline u ljevaonici je nestabilna. Tijekom procesa hlađenja lijevanja, fluktuacija temperature okoline utjecati će na brzinu disipacije topline lijevanja, uzrokujući nedosljedno hlađenje i skupljanje različitih dijelova lijevanja, što je rezultiralo toplinskim stresom.
Utjecaj toplinskog stresa od lijeva na kvalitetu lijevanja
Uzrokuje deformaciju
Toplinski napon uzrokovat će neujednačeno skupljanje lijevanja tijekom postupka hlađenja, uzrokujući tako deformaciju lijevanja. Na primjer, u nekim ravnim odljevanjima, toplinski stres nastao različitim brzinama hlađenja površine i središta može uzrokovati da ravna ploča nađe i deformira, što utječe na točnost dimenzija i kvalitetu izgleda lijevanja, te povećava poteškoće i troškove naknadne obrade.
Uzrokovati pucanje
Kad toplinski napon premaši granicu čvrstoće materijala za lijevanje, lijevanje će puknuti. Termičke pukotine obično se formiraju na visokim temperaturama u kasnom razdoblju zaliha, s mučnim oblicima, širokim prazninama i oksidiranim bojama na površini. Hladne pukotine nastaju na nižim temperaturama zbog superpozicije toplinskog stresa i naprezanja promjene faze. Pukotine su male, kontinuirane i ravne, a na površini nema oksidirane boje. Pukotine će ozbiljno smanjiti mehanička svojstva i brtvljenje lijevanja, čineći otpad od lijevanja.
Smanjite mehanička svojstva
Toplinski napon uzrokovat će mikroskopske nedostatke unutar lijevanja, poput izobličenja rešetke i dislokacije. Ovi nedostaci ometat će kretanje dislokacija i smanjiti snagu i žilavost materijala. Istodobno, toplinski stres također može uzrokovati neravnu unutarnju strukturu lijevanja, dodatno smanjujući sveobuhvatna mehanička svojstva lijevanja, a lako je oštetiti koncentraciju naprezanja prilikom opterećenja.
Uzrokuje zaostali stres
Ako se toplinski napon nastao tijekom postupka očvršćivanja u potpunosti se ne oslobodi, on će postojati u lijevanju u obliku zaostalog stresa. Preostali stres uzrokovat će da lijevanje bude dimenzionalno nestabilno zbog preraspodjele stresa tijekom naknadne obrade i uporabe, što utječe na točnost montaže i performanse dijelova. Osim toga, zaostali stres će biti naklonjen radnom stresu, smanjujući čvrstoću umora i otpornost na koroziju stresa lijevanja.
Faza promjena stres od odljevaka
Uzroci stvaranja faze promjene stresa u odljevima:
Karakteristike promjene legure faze
Specifična promjena volumena: Kada legura podvrgne promjeni faze tijekom svrštavanja, specifični volumeni različitih faza su obično različiti. Na primjer, u legurama od željeznog karbona, kada se austenit transformira u martenzit, specifični volumen martenzita je velik, a širenje volumena događa se tijekom promjene faze. Ako fazne promjene različitih dijelova lijevanja nisu sinkronizirane, širenje prvog dijela koji je promijenjen fazom proizvest će pritisak na nefazno promjenjivom dijelu, a dio koji nije promjen nefazi stvorit će zatezni napon na dijelu koji je promijenjen fazama, čime se formiranje faza mijenja.
Latentna toplina promjene faze: Latentna toplina promjene faze oslobađat će se ili apsorbirati tijekom promjene faze, što će utjecati na lokalno temperaturno polje lijevanja. Oslobađanje latentne topline promjene faze povećat će temperaturu dijela, usporiti brzinu hlađenja, a razlika u hlađenju s okolnim dijelovima dovest će do nedosljednog skupljanja, što će tada proizvesti stres promjene faze.
Razlika u uvjetima hlađenja
Različite stope hlađenja: Kada se hlade različiti dijelovi lijevanja, brzine hlađenja su različite zbog različitih uvjeta rasipanja topline. Promjena faze dijela s brzim hlađenjem prvo je završena, a faza promjena dijela s sporim hlađenjem odgađa se. Ova asinhroničnost promjene faze uzrokuje nejedne promjene volumena unutar lijevanja, čime se stvara faza mijenja stres. Na primjer, površina lijevanja se brzo hladi, dok se iznutra polako hladi. Promjena faze površine i unutrašnjost nije sinkronizirana, što će dovesti do naprezanja promjene faze.
Učinak gradijenta temperature: Unutar lijevanja postoji gradijent temperature, a postupak promjene faze legure u različitim temperaturnim zonama je različit. Promjena faze u zoni visoke temperature je odgođena, a prvo se provodi fazna promjena u zoni niske temperature. Redoslijed promjene faze uzrokuje interakciju između dijelova, formirajući naprezanje faze.
