ความเครียดจะเกิดขึ้นเมื่อการหล่อแข็งตัว

ความเค้นต่อไปนี้จะถูกสร้างขึ้นเมื่อการหล่อแข็งตัว:

การหล่อความเครียดจากความร้อน

สาเหตุของการหล่อความเครียดจากความร้อน

โครงสร้างการหล่อและปัจจัยขนาด

ความแตกต่างของความหนาของผนัง: ความหนาของผนังของแต่ละส่วนของการหล่อแตกต่างกัน ผนังหนากระจายความร้อนอย่างช้าๆและความเย็นและการหดตัวก็ล่าช้า ผนังบางเย็นลงอย่างรวดเร็วและหดตัวก่อน ส่วนผนังบาง ๆ ที่เย็นลงอย่างรวดเร็วจะสร้างความเครียดแรงดึงในส่วนของผนังหนาและส่วนผนังหนาจะสร้างความเครียดแรงอัดในส่วนผนังบาง ๆ ซึ่งทำให้เกิดความเครียดจากความร้อน

รูปร่างที่ซับซ้อน: การหล่อที่มีรูปร่างที่ซับซ้อนเช่นผู้ที่มีผู้บังคับบัญชาซี่โครงและโครงสร้างอื่น ๆ ถูก จำกัด ร่วมกันและไม่สามารถดำเนินการได้อย่างอิสระในระหว่างการระบายความร้อนและการหดตัว การหดตัวของชิ้นส่วนต่าง ๆ มีผลต่อกันและกันส่งผลให้เกิดความเครียดจากความร้อน

ความแตกต่างในคุณสมบัติทางกายภาพทางความร้อนของวัสดุ

ลักษณะของวัสดุของการหล่อ: วัสดุการหล่อที่แตกต่างกันมีคุณสมบัติทางกายภาพทางความร้อนที่แตกต่างกันเช่นการนำความร้อนและความจุความร้อนจำเพาะ วัสดุที่มีค่าการนำความร้อนสูงกระจายความร้อนอย่างรวดเร็วและหดตัวลงอย่างรวดเร็วเมื่อเย็นลง วัสดุที่มีค่าการนำความร้อนต่ำนั้นตรงกันข้าม ความแตกต่างของคุณสมบัติทางกายภาพทางความร้อนนี้จะนำไปสู่ความเร็วในการระบายความร้อนที่แตกต่างกันในส่วนต่าง ๆ ของการหล่อซึ่งจะทำให้เกิดความเครียดจากความร้อน

อิทธิพลของวัสดุหล่อ: คุณสมบัติทางความร้อนของวัสดุหล่อจะส่งผลต่อกระบวนการระบายความร้อนของการหล่อ หากค่าการนำความร้อนของการหล่อมีขนาดใหญ่พื้นผิวของการหล่อเมื่อสัมผัสกับการหล่อจะกระจายความร้อนอย่างรวดเร็วในขณะที่ความร้อนภายในจะกระจายความร้อนอย่างช้าๆทำให้อุณหภูมิแตกต่างกันระหว่างพื้นผิวและด้านในของการหล่อทำให้เกิดความเครียดจากความร้อน

เงื่อนไขการระบายความร้อนและปัจจัยด้านสิ่งแวดล้อม

สื่อความเย็นที่ไม่สม่ำเสมอ: ในระหว่างกระบวนการทำความเย็นหากสื่อความเย็น (เช่นอากาศน้ำ ฯลฯ ) มีการกระจายอย่างไม่สม่ำเสมอรอบ ๆ การหล่อมันจะทำให้เกิดความเร็วในการระบายความร้อนที่แตกต่างกันในส่วนต่าง ๆ ของการหล่อ ตัวอย่างเช่นเมื่อระบายความร้อนด้วยอากาศด้านลมของการหล่อจะเย็นลงอย่างรวดเร็วและด้านลมจะเย็นลงอย่างช้าๆจึงทำให้เกิดความเครียดจากความร้อน

การเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิแวดล้อม: อุณหภูมิแวดล้อมในโรงหล่อไม่เสถียร ในระหว่างกระบวนการระบายความร้อนของการหล่อความผันผวนของอุณหภูมิโดยรอบจะส่งผลต่อความเร็วในการกระจายความร้อนของการหล่อทำให้เกิดการระบายความร้อนที่ไม่สอดคล้องกันและการหดตัวของส่วนต่าง ๆ ของการหล่อส่งผลให้เกิดความเครียดจากความร้อน

ผลกระทบของความเครียดจากความร้อนของการหล่อต่อคุณภาพการหล่อ

ทำให้เสียรูป

ความเครียดจากความร้อนจะทำให้เกิดการหดตัวที่ไม่สม่ำเสมอในระหว่างกระบวนการระบายความร้อนซึ่งทำให้เกิดการเสียรูปของการหล่อ ตัวอย่างเช่นในการหล่อแบบแบนความเครียดความร้อนที่เกิดจากความเร็วในการระบายความร้อนที่แตกต่างกันของพื้นผิวและศูนย์กลางอาจทำให้แผ่นแบนเพื่อแปรปรวนและเสียรูปส่งผลกระทบต่อความแม่นยำมิติและคุณภาพที่ปรากฏของการหล่อและเพิ่มความยากลำบากและค่าใช้จ่ายในการประมวลผลที่ตามมา

ทำให้เกิดการแตก

เมื่อความเครียดจากความร้อนเกินขีด จำกัด ความแข็งแรงของวัสดุหล่อการหล่อจะแตก รอยแตกด้วยความร้อนมักเกิดขึ้นที่อุณหภูมิสูงในช่วงปลายแข็งที่มีรูปร่างคดเคี้ยวช่องว่างกว้างและสีออกซิไดซ์บนพื้นผิว รอยแตกเย็นจะเกิดขึ้นที่อุณหภูมิที่ต่ำกว่าเนื่องจากการซ้อนทับของความเครียดจากความร้อนและความเครียดเปลี่ยนเฟส รอยแตกมีขนาดเล็กต่อเนื่องและตรงและไม่มีสีออกซิไดซ์บนพื้นผิว รอยแตกจะลดคุณสมบัติเชิงกลและการปิดผนึกของการหล่ออย่างจริงจังทำให้การหล่อของเสีย

ลดคุณสมบัติเชิงกล

ความเครียดจากความร้อนจะทำให้เกิดข้อบกพร่องด้วยกล้องจุลทรรศน์ภายในการหล่อเช่นการบิดเบือนตาข่ายและการเคลื่อนที่ ข้อบกพร่องเหล่านี้จะขัดขวางการเคลื่อนไหวของความคลาดเคลื่อนและลดความแข็งแรงและความทนทานของวัสดุ ในเวลาเดียวกันความเครียดจากความร้อนอาจทำให้โครงสร้างภายในไม่สม่ำเสมอของการหล่อลดคุณสมบัติเชิงกลที่ครอบคลุมของการหล่อและง่ายต่อการได้รับความเสียหายที่ความเข้มข้นของความเครียดเมื่อแบริ่งโหลด

ทำให้เกิดความเครียดที่เหลืออยู่

หากความเครียดจากความร้อนที่เกิดขึ้นในระหว่างกระบวนการแข็งตัวไม่ได้ถูกปล่อยออกมาอย่างสมบูรณ์มันจะมีอยู่ในการหล่อในรูปแบบของความเครียดที่เหลืออยู่ ความเครียดที่เหลืออยู่จะทำให้การหล่อไม่เสถียรในมิติเนื่องจากการกระจายความเครียดในระหว่างการประมวลผลและการใช้งานที่ตามมาส่งผลกระทบต่อความแม่นยำในการประกอบและประสิทธิภาพของชิ้นส่วน นอกจากนี้ความเครียดที่เหลืออยู่จะถูกซ้อนทับกับความเครียดในการทำงานลดความแข็งแรงของความเมื่อยล้าและความต้านทานการกัดกร่อนของการหล่อ

การเปลี่ยนเฟสความเครียดของการหล่อ

สาเหตุของการก่อตัวของความเครียดเปลี่ยนเฟสในการหล่อ:

ลักษณะการเปลี่ยนเฟสโลหะผสม

การเปลี่ยนแปลงระดับเสียงที่เฉพาะเจาะจง: เมื่ออัลลอยผ่านการเปลี่ยนแปลงเฟสในระหว่างการแข็งตัวปริมาณเฉพาะของเฟสต่าง ๆ มักจะแตกต่างกัน ตัวอย่างเช่นในโลหะผสมเหล็กคาร์บอนเมื่อออสเทนไนต์เปลี่ยนเป็น Martensite ปริมาตรเฉพาะของ Martensite มีขนาดใหญ่และการขยายตัวของปริมาตรเกิดขึ้นระหว่างการเปลี่ยนเฟส หากการเปลี่ยนแปลงเฟสของส่วนต่าง ๆ ของการหล่อไม่ได้ซิงโครไนซ์การขยายตัวของชิ้นส่วนที่เปลี่ยนแปลงเฟสแรกจะสร้างความเครียดแรงอัดในส่วนที่ไม่เปลี่ยนแปลงเฟสและส่วนที่ไม่เปลี่ยนแปลงเฟสจะสร้างความเครียดแรงดึงในส่วนที่เปลี่ยนเฟส

ความร้อนแฝงของการเปลี่ยนแปลงเฟส: ความร้อนแฝงของการเปลี่ยนแปลงเฟสจะถูกปล่อยหรือดูดซับในระหว่างการเปลี่ยนแปลงเฟสซึ่งจะส่งผลกระทบต่อสนามอุณหภูมิท้องถิ่นของการหล่อ การปล่อยความร้อนแฝงของการเปลี่ยนแปลงเฟสจะเพิ่มอุณหภูมิของชิ้นส่วนทำให้อัตราการระบายความร้อนช้าลงและความแตกต่างของการระบายความร้อนกับชิ้นส่วนโดยรอบจะนำไปสู่การหดตัวที่ไม่สอดคล้องกันซึ่งจะทำให้เกิดความเครียดในการเปลี่ยนเฟส

ความแตกต่างในสภาวะการระบายความร้อน

อัตราการระบายความร้อนที่แตกต่างกัน: เมื่อระบายความร้อนส่วนต่าง ๆ ของการหล่ออัตราการระบายความร้อนจะแตกต่างกันเนื่องจากสภาพการกระจายความร้อนที่แตกต่างกัน การเปลี่ยนเฟสของชิ้นส่วนที่มีการระบายความร้อนอย่างรวดเร็วเสร็จสิ้นก่อนและการเปลี่ยนเฟสของชิ้นส่วนด้วยการระบายความร้อนช้าล่าช้า ความสัมพันธ์แบบอะซิงโครนิกของการเปลี่ยนแปลงเฟสนี้ทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงระดับเสียงที่ไม่สม่ำเสมอภายในการหล่อซึ่งจะทำให้เกิดความเครียดในการเปลี่ยนเฟส ตัวอย่างเช่นพื้นผิวของการหล่อเย็นลงอย่างรวดเร็วในขณะที่ด้านในเย็นลงอย่างช้าๆ การเปลี่ยนเฟสของพื้นผิวและด้านในไม่ได้ซิงโครไนซ์ซึ่งจะนำไปสู่ความเครียดการเปลี่ยนเฟส

เอฟเฟกต์การไล่ระดับอุณหภูมิ: มีการไล่ระดับอุณหภูมิภายในการหล่อและกระบวนการเปลี่ยนเฟสโลหะผสมในโซนอุณหภูมิที่แตกต่างกันนั้นแตกต่างกัน การเปลี่ยนเฟสในเขตอุณหภูมิสูงล่าช้าและการเปลี่ยนเฟสในเขตอุณหภูมิต่ำจะดำเนินการก่อน ลำดับของการเปลี่ยนแปลงเฟสทำให้เกิดการโต้ตอบระหว่างชิ้นส่วนทำให้เกิดความเครียดเปลี่ยนเฟส