精(jīng)密鑄件的應用(yòng)範圍(wéi)越來越廣(guǎng),加工工藝也越(yuè)來越(yuè)多(duō),其中冷(lěng)卻過(guò)程(chéng)是必不(bú)可少(shǎo)的(de)過程,有(yǒu)的還要(yào)經曆合(hé)金的固相轉變,在此過程中金屬的對比發生(shēng)變化,比(bǐ)如碳鋼(gāng)的體積從δ相(xiàng)變為γ相(xiàng),γ相變(biàn)為共(gòng)析時(shí)體積增大。
但如(rú)果精密鑄(zhù)件(jiàn)各部位(wèi)溫度(dù)相同,固相轉(zhuǎn)變時可能不會出(chū)現微(wēi)應(yīng)力(lì),隻有(yǒu)微應力。當相變(biàn)溫度高于塑性(xìng)-彈性轉變的(de)臨(lín)界溫度時(shí),合金(jīn)在相變(biàn)過程中(zhōng)處于塑性狀态(tài)。即(jí)使鑄件各部(bù)位有溫度(dù),相變應力(lì)也很(hěn)小,會(huì)逐漸降(jiàng)低(dī)甚至(zhì)消失(shī)。
如果精密鑄(zhù)件(jiàn)的相變溫(wēn)度低于臨界溫度,鑄件各部分溫差較大,且各(gè)部分相變(biàn)時間(jiān)不同,會引起微(wēi)觀相變應力,由于相(xiàng)變時(shí)間不(bú)同,相變應(yīng)力可能變(biàn)成臨(lín)時應(yīng)力或(huò)殘餘(yú)應力(lì)。
當精(jīng)密(mì)鑄件薄(báo)壁部分發(fā)生固相轉變時,厚壁(bì)部分仍處(chù)于塑性狀态。在相變(biàn)過程中,如果新相的(de)比容大于(yú)舊相的(de)比容,則(zé)薄壁(bì)部分膨脹(zhàng),而厚壁部(bù)分塑(sù)性拉(lā)伸。結果,在(zài)鑄件中(zhōng)僅(jǐn)出現(xiàn)小的拉伸應力(lì),并随(suí)着時間的延(yán)長而逐漸消(xiāo)失。在這種(zhǒng)情況下,如果鑄件繼續冷卻,厚壁零件将經(jīng)曆相變(biàn)并增加(jiā)其(qí)體積(jī)。由于(yú)已(yǐ)經處于(yú)彈性狀(zhuàng)态(tài),薄壁(bì)部分(fèn)會(huì)被(bèi)内層彈性拉伸,形成(chéng)拉(lā)應(yīng)力。然而,厚(hòu)壁部分被(bèi)外層彈性壓縮(suō)以形(xíng)成壓縮應(yīng)力。在(zài)這種情況下,殘(cán)餘相(xiàng)變應力和(hé)殘餘(yú)熱應力具(jù)有相反(fǎn)的符号(hào),可以相(xiàng)互抵消(xiāo)。
當精(jīng)密(mì)鑄件薄(báo)壁部分釋放固(gù)相轉變時(shí),厚壁部分(fèn)已經處于(yú)彈性狀态。如果(guǒ)新比(bǐ)容大于舊(jiù)相,厚壁部(bù)分受(shòu)到彈(dàn)性拉伸形成拉應力(lì),薄壁(bì)部分受到彈性收縮形成臨時壓應力。此時相(xiàng)變應(yīng)力的符号與熱(rè)應力的符号相同,即(jí)應力(lì)疊加。當精(jīng)密鑄(zhù)件連續冷卻至(zhì)厚壁部(bù)分發(fā)生(shēng)相變時,比(bǐ)容增大并膨脹(zhàng),使前(qián)一段形成(chéng)的相變應(yīng)力(lì)消(xiāo)失。