Литейное напряжение в стальных отливках. Виды напряжений

Литейные напряжение в отливке возникают в результате неравномерной и неоднородной усадки различных её частей.

В зависимости от причин вызвавших неравномерность усадки литейные напряжения можно разделить на:

· усадочные – обусловленные механическим торможением усадки отливки о стороны формы, выступающих частей и т.д.;

· термические – обусловлены различной температурой стенок отливки при кристаллизации;

· фазовые – возникают в результате неравномерного протекания фазовых превращений.

Напряжение усадочного характера определяется по уравнению:

Е₀ – модуль упругости отливки; F₀ – площадь сечении отливки; Е_ф – модуль упругости формы; F_ф – площадь контакта формы с отливкой; Ɛ – усадка.

С повышение прочности формы или модуля упругости формы уровень напряжений возрастает.

Термические напряжения возникают в результате неравномерности различных слоев отливки. Чем больше размельчение в толщинах стенок, чем ниже теплопроводность стали, тем больше термические напряжения.

Фазовые превращения в стали всегда связаны с изменениями объема, в отливках эти превращения происходят не одновременно в разных ее частях и с различной полнотой. При превращении в мартенсит увеличение объема будет max, а в перлит –min. Возникшие на различных этапах затвердевания и охлаждения отливки напряжения суммируются и формируют остаточные напряжения в отливках.

Остаточные напряжения, существующие в отливках после выбивки из литейной формы, не имею особенно значения на качества отливок, если они не привели еще к каким-либо деформационным дефектам.

Остаточные напряжения, всегда снимаются с помощью термической обработки. Кроме того остаточные напряжения не отражает уровень временных напряжений, меняющихся в процессе охлаждения отливок.

Временные напряжения в основном приводят к возникновению трещин и различных дефектов.

Исследования кинетики литейных напряжений показали, что напряжения максимально повышаются в момент начала аустенитных превращений в тонких сечениях и в момент окончания аутенитных превращений в толстых сечениях.

При выбивке отливок из углеродистых и легированных сталей при различной температуре характер напряжений различен.

Дата добавления: 2015-05-06