汽车铸件在加工中进行冷却操作细节问题

2021-01-22

汽车铸件的使用越来越广泛,加工技术也越来越多。冷却过程是必不可少的过程。有些必须经历合金的固相转变。金属在相变过程中发生变化。例如,碳钢的体积从δ相变化到γ相,并且当γ相经历共析相变时体积增加。

但是,如果汽车铸件的所有部分的温度相同,则当发生固相转变时,微观应力不太可能发生而只有微观应力发生当相变温度高于塑性弹性变化的临界温度时,合金在相变期间处于塑性状态。即使存在汽车铸件各部分的温度,所产生的相变应力也不会特别大,并且会逐渐降低甚至消失。

汽车铸件

如果铸件的相变温度低于临界温度,并且铸件各部分的温差较大,则各部分的相变时间会不同,这会引起微观相变应力,因为相变时间不同,相变应力可能会变成暂时应力或残余应力。

当汽车铸件的薄壁部分经历固相变化时,厚壁部分仍处于塑性状态。如果在相变过程中新相的比容大于旧相的比容,则薄壁部分在相变过程中会膨胀,而厚壁部分会受到塑性拉伸的影响,只有小的一部分拉应力出现在铸件内部,并且随着时间逐渐消失。在这种情况下,如果汽车铸件继续冷却,则厚壁部分将发生相变并增加体积。因为薄壁部分已经处于弹性状态,所以它将被内层弹性拉伸而形成拉伸应力。厚壁部分被外层弹性压缩以形成压缩应力。在这种条件下,残余相变应力和残余热应力具有相反的符号,并且可以相互抵消。

当汽车铸件的薄壁部分释放出固相转变时,厚壁部分已经处于弹性状态。如果新相体积大于旧相体积,则厚壁部分将被弹性拉伸以形成拉伸应力,而薄壁部分将被弹性压缩以形成临时压缩。此时,相变应力的符号与热应力的符号相同,即应力叠加。当汽车铸件继续冷却直到在厚壁部分中发生相变时,比容增大并溶胀,使得由先前部分形成的相变应力消失。

 

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