钢锭坯凝固冷却过种中会产生哪些应力?

钢锭坯凝固冷却过种中会产生哪些应力?

       铸坯(钢锭)在凝固、冷却过程中,除了受钢液静压力的作用外,还将受到收缩应力、组织应力和机械应力的作用,这些应力是引发铸坯裂纹的根源。因此,了解铸坯冷却过程中的应力,寻求合理的冷却制度,减小冷却应力,对减少钢中裂纹、提高铸坯质量具有十分重要的意义。

一、收缩应力也叫热应力
铸坯钢锭在凝固和冷却过程中发生的凝固收缩和固态收缩受到阻碍时,将产生收缩应力。由于线收缩量主要与温度有关,故这种应力又称为热应力。
热应力的产生是铸坯表面与内部的温度差使线收缩量不等,产生相互的牵制而造成的。铸坯冷凝初期,表面温度远低于中心温度,造成表面比中心收缩大,因此表面承受拉应力,中心承受压应力。随着冷却的继续进行,中心部分温度的降低,使中心收缩比表面大,因此表面由承受拉应力转为承受压应力,而中心部分则由开始的承受压应力转为承受拉应力。
二、组织应力
钢坯(钢锭)在凝固后的降温过程中,内部将发生固相转变。相变的类型与钢的成分和冷却条件有关。对于不同含碳量的钢,冷却时发生的固相转变主要是奥氏体分解。随着冷却方式的不同,奥氏体可以转变为珠光体、贝氏体、马氏体。由于它们的密度不同,相变的同时发生了体积的变化,但此时铸坯的外形尺寸已经确定,体积的变化将导致应力的产生。人们把固态钢在冷却过程中,因发生相变而引起的体积膨胀受阻时所产生的应力叫组织应力。
组织应力的产生是因为铸坯冷却时的散热由内向外进行的,表面温度低而中心温度高,因而铸坯表面与内部组织转变的时间不同,发生体积膨胀的时间也不同,这样就使铸坯截面上各层间的体积膨胀受到了相互的制约,从而产生了组织应力。
三、连铸坯冷却时的机械应力
机械应力是铸坯在下行和弯曲、矫直过程中受到的应力。弧形连铸机、椭圆形连铸机有铸坯在下行时,要受到矫直应力的作用,矫正时铸坯内弧面受拉应力,外弧面受压应力。此技术文档来自铸铁平板网

 

 
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