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異型鑄鋼件在凝固和以后的冷卻過程中要發生體積收縮或膨脹，這種體積變化往往受到外界和異型鑄鋼件各部分之間的約束而不能自由地進行，于是便產生了鑄造應力。如果產生應力的原因消除后，鑄造應力隨之消除，這種應力叫做臨時鑄造應力。如果產生應力的原因消除后鑄造應力仍然存在，這種應力叫做鑄造殘留應力。

異型鑄鋼件在凝固及后續冷卻過程中，由于壁厚和冷卻條件的不同，各部位的溫度和相變程度也不同，導致異型鑄鋼件各部位的體積變化不同。如果此時鑄造合金處于彈性狀態，灰口鑄鐵件之間會存在相互制約。鑄造殘余應力往往是不同溫度和不同相變程度的結果。

結果表明，異型鑄鋼件在冷卻過程中的殘余應力與各部位的溫度差和鑄造合金的彈性模量成正比。長期以來，人們認為鑄造合金在冷卻過程中有一個彈塑性轉變溫度，鑄鐵的彈塑性轉變溫度約為400℃，基于這種認識，應力消除退火的加熱溫度應為400℃，但實踐證明加熱溫度不理想。近年來的研究表明，合金材料沒有彈塑性轉變溫度，固液共存狀態的合金仍具有彈性。

普通灰鑄鐵消除應力退火的加熱溫度為550℃，當鑄鐵中含有基體結構穩定的合金元素時，可以適當提高消除應力退火溫度。低合金灰鑄鐵為600℃，高合金灰鑄鐵可提高到650℃，加熱速度一般為60-100 c/h，保溫時間可根據以下經驗公式計算：h=異型鑄鋼件厚度/25+h”。異型鑄鋼件厚度單位為毫米，保溫時間單位為小時，在2-8范圍內選擇H“。形狀復雜、應力消除充分的異型鑄鋼件應具有較大的H值。冷卻速度控制在30c/h以下，一般異型鑄鋼件冷卻到150200c。