鋼錠模的熱應(yīng)力在力學(xué)-球墨鑄鐵分析顯微鏡
一般鋼錠模的使用次數(shù)依其材質(zhì)而不同，灰口鑄鐵的錠�？墒�
用50—70次，球墨鑄鐵的錠模可使用100次以上。鋼錠模的壽命還
與其結(jié)構(gòu)和所承受的應(yīng)力有關(guān)。
鋼錠模的應(yīng)力分析
鋼錠模除在整、脫模過程中承受機(jī)械應(yīng)力外，在鑄錠過程中主
要承受熱應(yīng)力。特別是開澆時(shí)，由于鋼液和錠模之間溫差很大，故
有“熱沖擊”的影響。在錠模升溫和降溫過程中，由于錠模各部厚
度不同，散熱條件不同，且其均隨時(shí)間而變化，故熱應(yīng)力是不均勻
的。由于鑄鐵基本屬于脆性材料，所以在具有拉應(yīng)力的部位易產(chǎn)生
紋裂。
隨著鑄錠次數(shù)的增加，鑄鐵在高溫下會產(chǎn)生氧化和“石墨生長
”。反復(fù)的加熱和冷卻會產(chǎn)生“熱疲勞”，使鋼錠模內(nèi)腔產(chǎn)生網(wǎng)狀
龜裂，進(jìn)一步產(chǎn)生局部掉肉。當(dāng)錠模的裂紋長度超過300μm，或局
部掉肉面積超過lOOmm×lOOmm，或鋼錠模吊耳折斷時(shí)，鋼錠模即可
報(bào)廢。
作者在研究中發(fā)現(xiàn)，鋼錠模的熱應(yīng)力在力學(xué)中屬于“靜不定”
問題，即鋼錠模各部應(yīng)力關(guān)系不能用簡單的力學(xué)方程求解，鋼錠各
部的應(yīng)力互相牽扯，并可的設(shè)計(jì)應(yīng)當(dāng)遵循“強(qiáng)度均衡”原則，即鋼
錠模壁厚的分配應(yīng)使其熱應(yīng)力比較均衡地分布。由此可知：等壁厚
的設(shè)計(jì)是不合理的。
鋼錠模的開口部位(如模的上口或下VI)具有“開口效應(yīng)”，因
此在該部位應(yīng)設(shè)置具有一定高度和厚度的加強(qiáng)圍帶。在轉(zhuǎn)角處和錠
模形狀變化處會產(chǎn)生“應(yīng)力集中”，故鋼錠模的外形應(yīng)盡可能設(shè)計(jì)
成圓形、橢圓形和弧形，鋼錠模的厚度也不能相差懸殊。在鋼錠模
的高度方向上，外壁中部設(shè)計(jì)成向外凸出，使其中部壁厚增厚呈“
龜背形”，以控制模壁的高向變形，防止其高溫部分
內(nèi)壁龜裂和模內(nèi)壁產(chǎn)生橫向裂紋。
