Veroorzaakt structurele defecten
Krimpstress kan een ongelijke interne structuur van gietstukken veroorzaken. In spanningsconcentratiegebieden kunnen korrels bijvoorbeeld worden langwerpig of gedraaid om vezelige structuren te vormen, die de mechanische eigenschappen van gietstukken vermindert.
Krimpstress kan ook defecten veroorzaken, zoals krimp- en krimpgaten in gietstukken. Deze defecten worden kanalen en het verzamelen van plaatsen voor corrosieve media, waardoor de corrosieweerstand van gietstukken wordt verminderd.
Verminderde mechanische eigenschappen
Het bestaan van krimpspanning zal ongelijke werkelijke spanningsverdeling van gietstukken veroorzaken bij het dragen van belastingen, waardoor de sterkte, taaiheid en andere mechanische eigenschappen van gietstukken worden verminderd. Onder de werking van afwisselende belastingen zal de superpositie van krimpstress en werkstress de initiatie en uitbreiding van vermoeidheidsscheuren versnellen en de vermoeidheidsleven van gietstukken verminderen.
Wanneer gietstukken met krimpspanning worden bewerkt, zullen de grootte en vorm van de verwerkte onderdelen veranderen, door stressafgifte, de verwerkingsnauwkeurigheid en de oppervlaktekwaliteit beïnvloeden en dus de prestaties van de onderdelen beïnvloeden.
Mechanische obstructiespanning van gietstukken
De redenen voor de vorming van mechanische obstructiespanning van gietstukken zijn als volgt:
De invloed van schimmel en kern
Beperking van schimmel: wanneer het gieten afkoelt en krimpt, als de mal een grote stijfheid heeft, zal deze mechanisch de krimp van het gieten belemmeren. Bij het gebruik van metalen malgieten heeft de metaalvorm bijvoorbeeld een hoge thermische geleidbaarheid en een hoge stijfheid. Wanneer het gieten afkoelt en erin krimpt, kan de mal niet vervormen met de krimp van het gieten, waardoor mechanische obstructiespanning in het gieten wordt gegenereerd.
Obstructie van de kern: de kern zit in het gieten en belemmert ook de krimp van het gieten. Vooral wanneer de opbrengst van de kern slecht is, is het moeilijk voor het gieten om soepel te krimpen van de kern tijdens het krimpen, en stress zal worden gegenereerd in het contactgebied tussen het gieten en de kern. Bij het gebruik van waterglaszandkern, als de kern te strak is, zal deze bijvoorbeeld een grote mechanische obstructiespanning genereren wanneer het gieten krimpt.
Structurele ontwerpproblemen van gietstukken
Ongelijke wanddikte: ongelijke wanddikte van gietingen zal leiden tot verschillende koelsnelheden in verschillende delen, met dikke wandonderdelen die langzaam afkoelen en dunne wandonderdelen snel afkoelen. Tijdens het koelproces krimpt het dunwandige deel eerst, terwijl het dikke muurde deel nog steeds in een plastic toestand op hoge temperatuur bevindt, die de krimp van het dunwandige deel belemmert, waardoor mechanische weerstandsspanning wordt gegenereerd.
Complexe structurele vormen: gietstukken met complexe structurele vormen, zoals die met bazen, ribben en andere structuren, beperken elkaar tijdens krimp. De krimprichting en hoeveelheid bazen en ribben kunnen verschillen van die van het grootste deel, die mechanische weerstand tussen elkaar zullen veroorzaken en stress zullen vormen.
Interactie tussen gietstukken en mallen
Effect van oppervlakteruwheid: wanneer de oppervlakteruwheid van de mal en gieten groot is, zal de wrijving tussen het gieten en het schimmeloppervlak toenemen tijdens het krimpproces van het gieten. Deze wrijving zal de vrije krimp van het gieten belemmeren, waardoor mechanische weerstandsspanning wordt gegenereerd.
Verschil in thermische expansiecoëfficiënt: de thermische expansiecoëfficiënten van het gietmateriaal en het schimmelmateriaal zijn verschillend. Tijdens het koelproces is de krimp van de twee anders. Dit verschil zal een interactiekracht veroorzaken tussen het gieten en de mal. Wanneer de krimp van het gieten wordt beperkt door de mal, zal mechanische weerstandsspanning worden gegenereerd.
Procesbedieningsfactoren
Giettemperatuur is te hoog: overmatige schenkingstemperatuur zal de krimp van het gieten tijdens het koelproces na stolling verhogen en zal de schimmel en de kern ook thermischer worden beïnvloed, waardoor de prestaties van de schimmel en de kern kunnen veranderen, en het belemmerende effect op de krimp van de gieting zal meer duidelijk zijn, waardoor de mechanische hinderspanning wordt vergroot.
Het gieten blijft te lang in de mal: de koeltijd van het gieten in de mal is te lang, wat de interactietijd tussen het gieten en de mal zal verlengen, en de krimp van het gieten zal ernstiger worden gehinderd, wat resulteert in verhoogde mechanische belemmerende spanning.
De impact van mechanische belemmerende stress van gietstukken op de gietkwaliteit
Vervorming
Mechanische belemmerende spanning zal ervoor zorgen dat het gieting wordt vervormd als gevolg van ongelijke kracht in verschillende delen tijdens het koelproces. Sommige grote vlakke plaatafgietsels kunnen bijvoorbeeld worden vervormd en vervormd als ze mechanisch worden gehinderd door de schimmel of kern tijdens stolling en krimp, die de vlakheid van het gieten beïnvloeden.
Voor gietstukken met complexe structuren worden verschillende onderdelen onderworpen aan verschillende mechanische belemmerende spanningen, wat kan leiden tot complexe vervorming en vervorming, waardoor de vormnauwkeurigheid van het gieten ernstig wordt verminderd en veel correctiewerk of zelfs directe scheuren nodig is.
Scheuren verschijnen
Wanneer de mechanische weerstandsspanning de sterkte van het gietmateriaal overschrijdt, verschijnen scheuren in het gieten. Deze scheuren kunnen verschijnen op het oppervlak van het gieten of binnen. Als de wielnaaf gieten bijvoorbeeld wordt onderworpen aan een sterke mechanische weerstand van de kern tijdens stolling en krimp, kunnen scheuren verschijnen bij de verbinding tussen de spaakplaat van de hub en de rand.
Microcracks worden een bron van spanningsconcentratie. In het daaropvolgende gebruiksproces zullen de scheuren geleidelijk uitbreiden onder de werking van belasting, waardoor de mechanische eigenschappen en de levensduur van de casting ernstig worden verminderd.
Restige stress veroorzaken
Als de mechanische weerstandsspanning niet volledig wordt vrijgegeven na de koelingen van het gieten, zal deze bestaan in het gieten in de vorm van restspanning. Resterende stress zal ervoor zorgen dat het gieting dimensioneel onstabiel is vanwege stressherverdeling tijdens de daaropvolgende verwerking, wat de verwerkingsnauwkeurigheid beïnvloedt.
Restspanning zal ook worden gesuperponeerd op de werkstress, waardoor de vermoeidheidssterkte en stresscorrosieweerstand van het gieten worden verminderd, waardoor het gieten meer vatbaar is voor vermoeidheidsscheuren en stresscorrosie tijdens het gebruik.
.
