灰口铸铁件残余应力测量试验

灰口铸铁件的残余应力是在冷却过程中，受热应力和构件形状尺寸及铸造技术等因素的影响而引起的结构应力以及材料的组织和成分引起的组织应力等综合作用的结果。而残余应力对铸铁件的影响比其他工件更厉害，它会严重影响铸铁件的疲劳强度、抗应力腐蚀能力和形状尺寸的稳定性。当铸铁件形状复杂，强度不高时，残余应力的存在会带来灾难性失效。因此，铸铁件残余应力测量和消除就很重要。

本次试验是用盲孔法检测铸态、铸造后退火和铸造后砂型保温三种状态不同温度下灰口铸造件的残余应力，分析这三种状态不同温度下的残余应力值。

灰口铸铁在正常状态下（保温12H），即铸态，直接取样，记为HO1.铸态试样在450℃、550℃、650℃退火6h和650℃退火12h后取样，即退火HT1、HT2、HT3、HT4。灰口铸铁砂型铸造后在型内分别保温24h、48h、60h、72h后取样，记为HB1、HB2、HB3、HB4。三种不同状态灰口铸铁件试样的尺寸均为125mm*7.5mm*60mm。

实验步骤

首先打磨试件预测的部位表面，使粗糙度达到2.2μm，然后再清理后的测点位置贴上应变花（电阻值115Ω，灵敏系数2.08），并把应变花导线和静态电阻应变仪连接到一起调平衡后，再利用JH残余应力钻孔装置在应变花的*心位置钻1个Φ1.5mm，深2.0mm的小孔，使残余应力释放，通过应变仪测出应变值，计算出应力值。

数据讨论分析

1.从三种状态不同温度下测得的残余应力数值可看出，灰口铸铁件的残余应力值随退火温度的升高而下降，随砂型保温时间的延长而下降。

2.铸造后砂型保温72h（39.93MPa）和铸造后在650℃退火12h（72.18MPa）均能有效地消除灰口铸造件的残余应力，使其综合力学性能提高。砂型保温工艺能够代替传统的退火工艺和灰口铸铁件进行消除残余应力。   

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