殘余應(yīng)力

1、殘余應(yīng)力消除外力或不均勻的溫度場等作用后仍留在物體內(nèi)的自相平衡的內(nèi)應(yīng)力。機(jī)械加工和強(qiáng)化工藝都能引起殘余應(yīng)力。如冷拉、彎曲、切削加工、滾壓、噴丸、鑄造、鍛壓、焊接和金屬熱處理等，不均勻塑性變形或相變都可能引起殘余應(yīng)力。殘余應(yīng)力一般是有害的，如零件在不適當(dāng)?shù)臒崽幚怼⒑附踊蚯邢骷庸ず?，殘余?yīng)力會引起零件發(fā)生翹曲或扭曲變形甚至開裂經(jīng)淬火或磨削后表面會出現(xiàn)裂紋。殘余應(yīng)力的存在有時不會立即表現(xiàn)為缺陷。當(dāng)零件在工作中因工作應(yīng)力與殘余應(yīng)力的疊加，而使總

2、應(yīng)力超過強(qiáng)度極限時，便出現(xiàn)裂紋和斷裂。零件的殘余應(yīng)力大部分都可通過適當(dāng)?shù)臒崽幚硐?。殘余?yīng)力也有有益的方面，它可以被控制用來提高零件的疲勞強(qiáng)度和耐磨性能。殘余應(yīng)力消除的方法目前有三種1、就是自然時效，通過自然放置消除應(yīng)力，這種方法耗時過長，難以適應(yīng)現(xiàn)代科技及生產(chǎn)需要；2、是最傳統(tǒng)、也是目前最普及的方法——熱時效法，把工件放進(jìn)熱時效爐中進(jìn)行熱處理，慢慢消除應(yīng)力。這種方法的缺點也非常顯著，比如衛(wèi)星制造廠對溫度控制要求非常嚴(yán)格的鋁合金工件以及

3、長達(dá)十米或者更大的巨型工件都無法用這種方法處理。而且這種方法還帶來了大量的污染和能源消耗，隨著中國及世界范圍內(nèi)對環(huán)保的進(jìn)一步要求，熱時效爐的處理方式馬上面臨全面退出的境地。3、振動時效，振動時效介于自然時效和熱時效間的方法。振動時效投資少，便攜，使用方便、無污染，節(jié)約能源降低成本，可消除殘余應(yīng)力2050%，這是目前使用最多的一種方法。按照殘余應(yīng)力平衡范圍的不同，通常可將其分為三種：（1）第一類內(nèi)應(yīng)力，又稱宏觀殘余應(yīng)力，它是由工件不同部分

4、的宏觀變形不均勻性引起的，故其應(yīng)力平衡范圍包括整個工件。例如，將金屬棒施以彎曲載荷，則上邊受拉而伸長，下邊受到壓縮；變形超過彈性極限產(chǎn)生了塑性變形時，則外力去除后被伸長的一邊就存在壓應(yīng)力，短邊為張應(yīng)力。這類殘余應(yīng)力所對應(yīng)的畸變能不大，僅占總儲存能的0.1%左右。（2）第二類內(nèi)應(yīng)力，又稱微觀殘余應(yīng)力，它是由晶?；騺喚ЯＶg的變形不均勻性產(chǎn)生的。其作用范圍與晶粒尺寸相當(dāng)，即在晶粒或亞晶粒之間保持平衡。這種內(nèi)應(yīng)力有時可達(dá)到很大的數(shù)值，甚至可能