Obalanserad kylning

från formväggen till dess mitt kan orsaka värmeinducerad restspänning. Dessutom kan asymmetrisk värmeinducerad restspänning uppstå om kylningshastigheten för de två ytorna är obalanserad. En sådan obalanserad kylning kommer att resultera i ett asymmetriskt spänningskompressionsmönster över detaljen, vilket orsakar ett böjmoment som tenderar att orsaka skevhet i detaljen. Detta illustreras i figur 3 nedan. Följaktligen är delar med ojämn tjocklek eller dåligt kylda områden utsatta för obalanserad kylning och därmed för kvarvarande termiska spänningar. För måttligt komplexa detaljer kompliceras den termiskt inducerade restspänningsfördelningen ytterligare av ojämn väggtjocklek, formkylning och formbegränsningar för fri sammandragning.

FIGUR 3. Asymmetrisk värmeinducerad restspänning orsakad av obalanserad kylning över den gjutna delens tjocklek ger upphov till skevhet i delen

Variabla infrysta densiteter

Figuren nedan illustrerar variationen i infryst densitet som orsakas av packningstryckshistoriken.

Temperaturprofil

Den vänstra figuren visar temperaturprofilen på en plats på detaljen. För illustrationens skull är detaljen indelad i åtta lika stora lager över detaljens tjocklek. Profilen visar temperaturen vid tidpunkten för stelning (avfrysning) för varje lager (t1 till t8). Observera att materialet börjar stelna från de yttre lagren och att det frysta gränssnittet rör sig inåt med tiden.

Tryckspårning

Den mittersta figuren visar en typisk tryckhistorik, som visar trycknivåerna (P1 till P8) när varje lager stelnar. I allmänhet ökar trycket gradvis under fyllningen och når ett maximum i det tidiga packningsstadiet, för att sedan börja sjunka på grund av kylning och portfrysning. Följaktligen stelnar materialet i de yttre lagren och mittlagren när trycknivån är låg, medan de mellanliggande lagren fryser under högt packningstryck.

Infryst specifik volym

I den högra figuren visas spårningen av den specifika volymen för lager 5 i en pvT-plott och de slutliga nedfrysta specifika volymerna för alla lager, markerade med de numrerade heldragna cirklarna.

FIGUR 4. Faktorer som påverkar utvecklingen av "infrusen" specifik volym
Differentiell krympning

Med tanke på de infrysta specifika volymerna kommer de olika lagren att krympa olika mycket, enligt de pvT-kurvor som styr materialets krympningsbeteende. Om man hypotetiskt tänker sig att varje lager skulle vara fristående från de andra (som visas i figur 5) skulle materialelementen i den vänstra figuren nedan ha krympt på samma sätt som de i den mittersta figuren. I det här fallet tenderar de mellanliggande lagren att krympa mindre än de andra på grund av lägre infrusen specifik volym (eller, motsvarande, högre infrusen densitet). I verkligheten är alla skikten bundna till varandra. Därför blir slutresultatet en kompromissad krympningsfördelning där mellanlagren komprimeras och de yttre och mellersta lagren sträcks ut.