（１）冷却が大口径鋼管冷却が終了すると、つまり表層とコアの温度が一定になると、表層とコアの弾性変形はすべて消失し、元の状態に戻ります。冷却過程においては瞬間的な熱応力が発生しますが、冷却終了後の残留熱応力はゼロになります。
（2）もちろん、これは比較的特殊な状況です。急冷過程の初期段階では、鋼材がまだ比較的高温で塑性性に優れているため、大きな熱応力が発生するため、熱応力は大口径鋼管の降伏強度を超え、表面に張力、中心部に圧縮が生じます。塑性変形により、熱応力が緩和されます。
（3）冷却が進むにつれて、表層の冷却速度は低下し、一方で中心部の冷却速度は上昇する。表層と中心部の温度差は大きな値を通過した後、徐々に減少し、表層と中心部に作用する熱応力もそれに応じて増加する。
（4）しかし、前述のように予め塑性変形が生じているため、大きな熱応力を低減する役割を果たします。温度差がまだ大きい場合、熱応力はゼロに近づきます。このとき、コアはまだ冷却されておらず、冷却されると収縮し続けるため、熱応力が反転し、表層が圧縮され、コアが引き伸ばされる熱応力が発生します。
（5）そのため、冷却後、表層部には圧縮残留応力が、中心部には引張残留応力が残留します。溶鋼を鋳型に流し込むと、鋳型の吸熱により溶鋼の温度は徐々に低下し、液相線と相線の間で液体から固体へと変化します。この過程を凝固過程と呼び、この遷移期間を凝固期と呼びます。
（6）大口径鋼管では、引け巣、引け巣、熱割れ、偏析、各種気孔、介在物など、凝固過程で様々な現象が発生します。したがって、凝固則を理解し、研究し、それを制御することは、高品質で緻密な鋳物を得るために非常に重要です。
投稿日時: 2023年9月5日