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灰口鑄鐵件殘余應力測量試驗

分類:殘余應力檢測    關鍵詞:殘余應力測量

灰口鑄件的殘余應力是在冷卻過程中,受熱應力和構件形狀尺寸及鑄造技術等因素的影響而引起的結構應力以及材料的組織和成分引起的組織應力等綜合作用的結果。而殘余應力對鑄件的影響比其他工件更厲害,它會嚴重影響鑄件的疲勞強度、抗應力腐蝕能力和形狀尺寸的穩定性。當鑄鐵件形狀復雜,強度不高時,殘余應力的存在會帶來災難性失效。因此,鑄件殘余應力測量和消除就很重要。

本次試驗是用盲孔法檢測鑄態、鑄造后退火和鑄造后砂型保溫三種狀態不同溫度下灰口鑄造件的殘余應力,分析這三種狀態不同溫度下的殘余應力值

灰口鑄鐵在正常狀態下(保溫12H),即鑄態,直接取樣,記為HO1.鑄態試樣在450℃、550℃、650℃退火6h和650℃退火12h后取樣,即退火HT1、HT2、HT3、HT4。灰口鑄鐵砂型鑄造后在型內分別保溫24h、48h、60h、72h后取樣,記為HB1、HB2、HB3、HB4。三種不同狀態灰口鑄鐵件試樣的尺寸均為125mm*7.5mm*60mm。

實驗步驟

首先打磨試件預測的部位表面,使粗糙度達到2.2μm,然后再清理后的測點位置貼上應變花(電阻值115Ω,靈敏系數2.08),并把應變花導線和靜態電阻應變儀連接到一起調平衡后,再利用JH殘余應力精密鉆孔裝置在應變花的中心位置鉆1個Φ1.5mm,深2.0mm的小孔,使殘余應力釋放,通過應變儀測出應變值,計算出應力值。

數據討論分析

1.三種狀態不同溫度下測得的殘余應力數值可看出,灰口鑄件的殘余應力值隨退火溫度的升高而下降,隨砂型保溫時間的延長而下降。

2.鑄造后砂型保溫72h(39.93MPa)和鑄造后在650℃退火12h(72.18MPa)均能有效地消除灰口鑄造件的殘余應力,使其綜合力學性能提高。砂型保溫工藝能夠代替傳統的退火工藝和灰口鑄件進行消除殘余應力。   

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