(1)當(dāng)冷卻結(jié)束時(shí),即表層和心部的溫度全部一致時(shí),表層和心部的彈性變形也全部消失,恢復(fù)到原來的狀態(tài)。在冷卻過程雖然產(chǎn)生了瞬時(shí)熱應(yīng)力,但冷卻終止后的殘余熱應(yīng)力等于零。
(2)當(dāng)然,這是屬于比較特別的情況。由于在急冷過程的初期就產(chǎn)生了較大的熱應(yīng)力,這時(shí)鋼尚處于較高溫度,具有較好的塑性,熱應(yīng)力會(huì)超過大口徑鋼管的屈服強(qiáng)度,產(chǎn)生表層受張、心部受壓的塑性變形,而使熱應(yīng)力得到緩和。
(3)繼續(xù)冷卻時(shí),表層的冷速減慢,而心部的冷速增快,表層和心部的溫度差經(jīng)過較大值后逐漸減小,作用于表層和心部的熱應(yīng)力也相應(yīng)減小。
(4)但由于上述預(yù)先產(chǎn)生的塑性變形,起了消減大熱應(yīng)力的作用,當(dāng)還存在著明顯溫度差時(shí),熱應(yīng)力已趨近于零。這時(shí)心部尚未冷透,冷卻時(shí)會(huì)繼續(xù)收縮,從而使熱應(yīng)力反向,形成表層受壓、心部受張的熱應(yīng)力。
(5)故冷透后,表層會(huì)殘余較大的壓應(yīng)力,而心部為殘余張應(yīng)力。當(dāng)鋼液澆入鑄型以后,由于鑄型的吸熱,鋼液的溫度逐漸下降,在液相線和圃相線之間由液態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)楣虘B(tài),這個(gè)過程叫凝固過程,這個(gè)轉(zhuǎn)變時(shí)期叫凝固期。
(6)大口徑鋼管中的縮孔、縮松、熱裂、偏析、各類氣孔和夾雜物等都產(chǎn)生在凝固期。所以認(rèn)識(shí)和研究凝固規(guī)律并對(duì)它進(jìn)行控制,對(duì)于獲得優(yōu)良致密的鑄件具有十分重要的意義。