鑄件在冷卻過程相變應(yīng)力的情況

　　鑄件在冷卻過程中有的要經(jīng)歷合金的固態(tài)相變，相變時金屬的比較發(fā)生變化，例如碳鋼由δ相向γ相轉(zhuǎn)變體積縮小，γ相發(fā)生共析轉(zhuǎn)變時，體積增大。（鑄件含：機(jī)床鑄件、灰鐵鑄件）
　　灰鐵鑄件和球墨鑄件的共析轉(zhuǎn)變和可鍛鑄鐵進(jìn)行石墨化退火時，體積也增大。鋼、鐵的各種金相組織的密度和比容。假如鑄件各部分溫度一致，固態(tài)相變時發(fā)生，則不可能產(chǎn)生宏觀應(yīng)力，而只能有微觀應(yīng)力。當(dāng)相變溫度高于塑一彈性轉(zhuǎn)變的臨界溫度tk時，相變時合金處于塑性狀態(tài)，即使鑄件的各部分有溫度存在，所產(chǎn)生的相變應(yīng)力也不大，并會逐漸減小（松弛）乃至消失；若鑄件相變溫度低于tk、而且鑄件各部分溫差較大。各部分相變時間不同時，則會引起宏觀相變應(yīng)力，由于相變時間不同，相變應(yīng)力可能成為臨時應(yīng)力或殘余應(yīng)力。
　　1、有殘余相變應(yīng)力的情況
　　鑄件薄壁部分發(fā)生固態(tài)相變時，厚壁部分還處于塑性狀態(tài)，若相變時新相的比容大于舊相的比容，則相變時薄壁部分膨脹，而厚壁部分受到塑性拉伸，結(jié)果鑄件內(nèi)部只產(chǎn)生很小的拉應(yīng)力，且隨時間延長而逐漸消失。鑄件繼續(xù)冷卻，厚壁部分發(fā)生相變而增大體積，由于已處于彈性狀態(tài)，薄壁部分將被內(nèi)層彈性拉伸，而形成拉應(yīng)力。而厚壁部分被外層彈性壓縮而形成壓應(yīng)力，在這種條件下，殘余相變應(yīng)力和殘余熱應(yīng)力符號相反，可以互相抵消。
　　2、有臨時相變應(yīng)力的情況
　　當(dāng)機(jī)床鑄件薄壁部分放生固態(tài)相變時，厚壁部分已處于彈性狀態(tài)，若新相比容大于舊相，則厚壁部分受彈性拉伸形成拉應(yīng)力，而薄壁部分被彈性壓縮形成臨時壓應(yīng)力。這時相變應(yīng)力符號和熱應(yīng)力符號相同，即應(yīng)力疊加。鑄件繼續(xù)冷卻至厚壁部分發(fā)生相變時，比容增大發(fā)生膨脹，使前一段所形成的相變應(yīng)力消失。
　　由此可見，具有固態(tài)相變的合金，當(dāng)新舊相比容差別大，切相變應(yīng)力符號和熱應(yīng)力符號相同時，兩種應(yīng)力疊加的結(jié)果，可能導(dǎo)致鑄件開裂、變形，所以無論是臨時相變應(yīng)力還是殘余相變應(yīng)力都應(yīng)注意研究，盡量影響。