试验二圆柱镦粗正应力分布曲线.docVIP

实验一 铸造合金流动性的测定 一、实验目的 1．了解和掌握铸造合金流动性对铸件质量的影响； 2．通过实验，了解并掌握铸造合金流动性的测试方法，掌握影响铸造合金流动性的因素。 二、概述 液态成形过程中，液态金属充满型腔，得到形状完整轮廓清晰的铸件能力，称为液态金属充满型腔的能力，它首先取决于金属本身的流动能力，且受四方面的影响： （一）、金属性质： 1、合金成分 合金的流动性与成分之间存在着一定的规律性，如在铸铁中，若磷的含量提高，液相线温度下降，合金液黏度也下降，可提高流动性；铬是提高液相线温度的元素，使该合金的流动性降低。 2、结晶潜热： 结晶潜热约占液态金属热含量的85%-90%，砂；22＃生铁；14＃生铁；废钢；75硅铁；8＃稀土镁合金；ZL102。 四、实验内容与方法 （1）采用40/100目石英砂+12%粘土+5.5%水制备型砂，造螺旋试样用铸型；。 （2）灰铸铁，球铁流动性的测试。①.HT250；②.QT600-2； （3）铝合金ZL102流动性的测试。 图1-1 电炉熔化黑色金属（HT250；QT60-2），坩埚电阻炉熔化有色金属（ZL102）。实验二 铸造合金残余应力的测定 一、实验目的 本实验目的在于使学生初步了解和掌握使用应力框测定铸造合金残余应力的基本原理与方法；了解残余应力是导致铸件变形和开裂的主要原因之一。2-1所示。 图2-1 应力的形成 热应力的形成（图2-2）： 应力框试样的横梁有足够的刚度，杆I截面大，冷却速度慢；杆Ⅱ截面小，冷却速度快。但二者连成一个整体，收缩时必然相互制约而产生阻碍，形成热应力。冷却到一定温度范围时(高于再结晶温度)，I、Ⅱ杆均处于塑性状态。虽然冷却速度不同，收缩不一致，但由于温度高，塑性变形后，产生回复与再结晶，使产生的应力消失，即不产生内应力(图2-1(a))。随后继续冷 却过程中，杆Ⅱ进入弹性状态，杆I仍处于塑性状态。由于细杆Ⅱ冷却快，收缩大于粗杆I，必 然压缩粗杆I，导致粗杆受压缩，细杆受拉伸(图2—1(b))。在应力作用下，杆I发生塑性变形， 导致内应力消失(图2—1(c))。进一步冷却时，杆I也进入弹性状态，产生较大的固态收缩，但 此时杆Ⅱ因处于较低温度，固态收缩已趋于停止，阻碍杆I收缩。结果导致杆I受拉伸，产生拉应力；杆Ⅱ受压缩，产生压应力(图2-1(d))，直至室温时形成热应力。 由于铸件各部分的冷却速度不一致，所产生的热应力，一般在铸件冷却较慢处为拉应力、冷却较快处为压应力。当铸件内部的拉应力超过抗拉强度时，铸件产生裂纹。 用应力框(图2－2)测定热应力是应力测定中最简便的受拉应力的杆I切断，使得应力框 内残余应力得到释放，破坏内部应力的平衡，使得受拉应力的杆I缩短，受压应力的杆Ⅱ伸长。通过测定其变形量，求出弹性应变值ε，再根据弹性变形范围内的公式σ=Eε，求出铸件的热应力。 计算粗杆I所受内应力可采用下列两种方法。 公式一： 即 （2-1） 式中，——中间粗杆所受内应力，MPa； 1——粗杆I的截面积，mm2； A ——拉断时的三角面积，mm2； b——材料的抗拉极限，MPa。 （2-2） 式中，E——弹性模量，kg／mm2，灰铁取8 000--9 000，球铁取1 700～I 800； △L一△L=L1-L0，中间粗杆凸台锯断前后测量的伸长量，mm； L——应力框锯断前粗(细)杆的长度，mm； FI——杆I的截面积，mm2； F2——杆Ⅱ的截面积，mm2 砂；22＃生 （2）手工将应力框从凸台的中央锯断；再次用游标卡尺测量出凸台两端距离；根据给定公式计算出粗杆的残余拉应力； （3）根据崩断面积估算出铸铁的抗拉强度，仔细观察应力框自行崩断处的断面情况。 2、实验方法及步骤 （1）用生铁和废钢配成HT250或HT300，块度要能装人20公斤的炉体中，批料为20公斤。 （2）给中频电炉通水，送电，开始熔化。 （3）将铸型的上块开直浇口，上下型要合好，成型时最好无皮缝。 （4）放压铁，保证浇注时，上型不浮起。成型后的铸件如图2－2所示。 （5）每组制作应力框砂型两个，为使横梁快冷，造型时在横梁处放冷铁，浇注灰铁应力框各两个，冷却后打箱清理。 (6)把中间的小凸台用锉刀锉出锐角，用卡尺量出小凸台二尖角之间距L0，测三次取平均值。 (7)从凸台中间锯粗杆I。 (8)用卡尺再测量断开后小凸台二尖角之间距离Ll(见图2－3)，量三次取平均值。 图2—3断裂后凸台两端间距 五、实验报告要求： 1、应力框将锯断时发生的自行崩断说明什么？ 2、自行崩断的断面情况，根据崩断的断面积估计出铸铁抗拉强度。 六、实验要求： 1、学生进入实验室前必须做好实验预习，认真阅读