當(dāng)鑄件薄壁部分發(fā)生固態(tài)相變時(shí)，厚壁部分還處于塑性狀態(tài)，若相變時(shí)新相的比容大于舊相的比容，則相變時(shí)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(shí)間延長(zhǎng)而逐漸消失。

　　這種情況下如果鑄件繼續(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(hào)相反，可以互相抵消。

　　當(dāng)鑄件薄壁部分放生固態(tài)相變時(shí)，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(shí)壓應(yīng)力。這時(shí)相變應(yīng)力符號(hào)和熱應(yīng)力符號(hào)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(shí)，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，鑄件中具有固態(tài)相變的合金，當(dāng)新舊相比容差別大，切相變應(yīng)力符號(hào)和熱應(yīng)力符號(hào)相同時(shí)，兩種應(yīng)力疊加的結(jié)果，調(diào)質(zhì)圓鋼可能導(dǎo)致鑄件開裂、變形，所以無論是臨時(shí)相變應(yīng)力還是殘余相變應(yīng)力都應(yīng)注意研討，盡量去掉不好的影響。

　　鑄件的冷卻過程其實(shí)是一個(gè)特的過程，有的要經(jīng)歷合金的固態(tài)相變，相變時(shí)金屬的比較發(fā)生變化，比如說碳鋼由δ相向γ相轉(zhuǎn)變體積縮小，γ相發(fā)生共析轉(zhuǎn)變時(shí)，體積增大。

　　但如果鑄件各部分溫度一致，固態(tài)相變時(shí)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)變的臨界溫度時(shí)，相變時(shí)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(huì)逐漸減小乃至消失。

　　如果鑄件相變溫度不算高于臨界溫度，而且鑄件各部分溫差大，各部分相變時(shí)間不同時(shí)，則會(huì)引起宏觀相變應(yīng)力，由于相變時(shí)間不同，相變應(yīng)力可能成為臨時(shí)應(yīng)力或殘余應(yīng)力。

　　毛坯鑄件的展開方法有哪些？具體如何操作？

　　[1]經(jīng)驗(yàn)法是工廠中常用的方法，一般計(jì)算矩形、圓筒的展開長(zhǎng)度和圓角部分的展開半徑，然后在過渡區(qū)用直線和圓弧相連。這種方法假設(shè)薄板厚度在拉延成型過程中不變，面積不變。

　　[2]幾何映射法認(rèn)為應(yīng)變由變形前后板料的幾何差別定義，而變形后板料形狀已知，就可以將變形后板料上的點(diǎn)映射回初始板料，而且不需要載荷就能計(jì)算應(yīng)力的分布。應(yīng)變?nèi)Q于厚度分布，但變形后板料的厚度分布未知，這樣，幾何映射法取決于厚度分布的正確假設(shè)并視厚度與特定的邊界條件相匹配。

　　[3]毛坯形狀和尺寸的反算是薄板沖壓成型中的一個(gè)難題。毛坯形狀的確立是設(shè)計(jì)工藝和制定工藝流程的前提。毛坯形狀設(shè)計(jì)得正確，沖壓過程中材料的流動(dòng)將正確，從而減少起皺、拉裂發(fā)生的可能。對(duì)于復(fù)雜的沖壓件，采用經(jīng)驗(yàn)和解析方法至今未能獲得滿意的結(jié)果。

　　[4]利用有限元仿真方法來求毛坯的初始形狀和尺寸是近幾年發(fā)展起來的。有增量有限元方法，幾何映射法，有限元反算法等。

　　[5]滑移線法技術(shù)較成熟，已被用于求等截面杯體，如圓形、橢圓形、各類盒形以及某些不規(guī)則形狀筒型體。但這種方法要作以下假定：板料法蘭厚度不變化，并處于平面應(yīng)變狀態(tài)，材料各向同性，無硬化，不考慮摩擦力分布對(duì)塑性流動(dòng)的影響。

　　[6]有限元反算法可看成是沖壓成型的逆過程，要解決的問題很多且計(jì)算過程復(fù)雜。這種反算法一般將成型過程簡(jiǎn)化為一個(gè)或多個(gè)加載的過程，采用全量理論進(jìn)行分析計(jì)算，所以計(jì)算可以只考慮初始態(tài)和變形態(tài)，忽略中間的變化。

　　[7]模擬法是在相應(yīng)的假設(shè)條件下，根據(jù)許多物理問題數(shù)學(xué)描述的相似性，通過數(shù)學(xué)相似理論，采用其它物理介質(zhì)構(gòu)成的模型來模擬板料法蘭的金屬流動(dòng)。從理論上可以證明，沖壓工件凸緣處金屬的這種流動(dòng)同相似區(qū)域相似邊界條件的粘性流體的流動(dòng)、電流的流動(dòng)或熱傳導(dǎo)是相似的。

　　[8]增量有限元方法考慮了成型過程中金屬的塑性流動(dòng)受模具形狀等多種因素的影響，有較不錯(cuò)的精度，但耗時(shí)大，較難設(shè)置接觸邊界條件，計(jì)算模型復(fù)雜。

　　[9]研討毛坯展開方法的理論有多種，如經(jīng)驗(yàn)法，滑移線法，模擬法等。