什么是殘余應(yīng)力習慣？如何測量和消除殘余應(yīng)力
來源：天氏庫力 發(fā)布日期
2021-04-13 瀏覽：
什么是殘余應(yīng)力深入開展？
首先來一段官方的定義：殘余應(yīng)力 (Residual Stress) 是工件在制造過程中更為一致，將受到來自各種工藝等因素的作用與影響；當(dāng)這些因素消失之后技術的開發，若構(gòu)件所受到的上述作用與影響不能隨之而完全消失研究與應用，仍有部分作用與影響殘留在構(gòu)件內(nèi)，則這種殘留的作用與影響就是殘余應(yīng)力更高效。
有點(diǎn)暈全面協議？那換個通俗的方式跟大家講。比如說一個人之前很瘦影響，買了一條L號的牛仔褲新的動力，然而過了個年吃成了大胖子穩定性，這時候再穿這條牛仔褲像一棵樹，由于人長胖了而褲子沒變，因此他就會覺得褲子太緊了去突破，這時候身體與褲子之間就有了很強(qiáng)的作用力能運用，如果用力過猛很容易把褲子撕破，這種破壞力就是殘余應(yīng)力的作用效果智能設備。
從能量作功的角度來理解不可缺少，外力使物體發(fā)生塑性變形時會導(dǎo)致物體內(nèi)部發(fā)生變形，因而積累一部分能量特點；當(dāng)外力消除后積極回應，內(nèi)部應(yīng)力分布不均勻的能量要進(jìn)行釋放，如果物體的脆性低又進了一步，則物體會緩慢變形多種場景，脆性高則形成裂紋。
圖1：殘余應(yīng)力作用效果
殘余應(yīng)力在機(jī)械制造中非常常見規劃，往往各個工藝都會產(chǎn)生殘余應(yīng)力擴大公共數據。不過，從本質(zhì)上講帶動擴大，產(chǎn)生殘余應(yīng)力的原因可以歸結(jié)成三類：
第一類：不均勻的塑性變形；第二類：不均勻的溫度變化必然趨勢；第三類：不均勻的相變促進善治。
殘余應(yīng)力的危害
從殘余應(yīng)力的分類可以看出多樣性，殘余應(yīng)力會引起物體緩慢變形實事求是，導(dǎo)致物體尺寸的改變落到實處，導(dǎo)致機(jī)械加工工件尺寸不合格，儀器生產(chǎn)中導(dǎo)致整臺儀器喪失精度成為廢品最新，鑄造鍛造工件出現(xiàn)裂紋甚至斷裂技術創新，同時對其疲勞強(qiáng)度、抗應(yīng)力腐蝕能力重要作用、尺寸穩(wěn)定性和使用壽命等持續向好，也有著十分重要的影響。
鑄件在冷卻的過程中發展基礎，由于工藝的不合理導(dǎo)致冷卻不均勻而產(chǎn)生殘余熱應(yīng)力導(dǎo)致鑄件斷裂兩個角度入手。
圖2：鑄件冷卻時斷裂
熱處理的淬火過程中，過冷奧氏體進(jìn)行馬氏體轉(zhuǎn)變時容易導(dǎo)致材料斷裂同期。
圖3：淬火過程金屬斷裂
殘余應(yīng)力的測量
1生產效率、機(jī)械法
機(jī)械法中最為常見的是鉆孔法（也稱盲孔法），操作時從物體上截取一段長度為其直徑3倍的棒材（或管材）效果，在其中心鉆一通孔使用，然后用膛桿或鉆頭從內(nèi)部逐次去除一薄層金屬，每次去除約5%的斷面積密度增加，去除后測量試樣長度的延伸率和直徑的延伸率有效性。
圖4：鉆孔法示意圖
圖5：鉆孔法作圖
繪制這些數(shù)值與鉆孔剖面積的關(guān)系曲線機遇與挑戰，用作圖法求出曲線上任意一點(diǎn)的導(dǎo)數(shù)廣泛關註，表征延伸率與鉆孔剖面的變化率，然后代入相應(yīng)的應(yīng)力公式即可得到殘余應(yīng)力值集成技術。
2就能壓製、化學(xué)法
化學(xué)法有兩種思想。一種想法是將試樣侵入到適當(dāng)?shù)娜芤褐邪l展空間，測量出自開始侵蝕到發(fā)現(xiàn)裂紋的經(jīng)過時間效果，按此經(jīng)過的時間來判斷殘余應(yīng)力的大小，所用的溶液足了準備，對于含錫青銅可用水銀及含水銀的鹽類合作關系，對于鋼可用弱堿及硝酸鹽類；另一種想法是將試樣吊浸在適當(dāng)?shù)娜芤豪锷羁虄群?，隔一定時間來稱其重量傳遞。這樣就可以得到一個重量減小量與經(jīng)過時間的關(guān)系曲線融合，與標(biāo)準(zhǔn)曲線相比較，以判定殘余應(yīng)力的大小相關性，所得到的曲線的位置比標(biāo)準(zhǔn)曲線越高完成的事情，則表示物體內(nèi)的殘余應(yīng)力越大。
圖6：化學(xué)法浸泡待測金屬
圖7：化學(xué)法的稱重曲線
3穩定、X射線法
X射線法可利用X射線穿透金屬件改造層面，其中勞埃法是通過干擾斑點(diǎn)形狀的變化來定性地確定殘余應(yīng)力。
圖8：X射線法原理示意
當(dāng)無殘余應(yīng)力存在時優勢與挑戰，各干擾斑點(diǎn)呈點(diǎn)狀分布利用好。有殘余應(yīng)力時，各干擾斑點(diǎn)伸長解決問題，呈“星芒”狀系列。
圖9：勞埃法測量結(jié)果
德拜法可以定量地測出所存在的殘余應(yīng)力，具體可以根據(jù)德拜圖上衍射射線條位置相互配合、射線線條寬度和強(qiáng)度的變化來確定慢體驗。
圖10：德拜法示意圖
總結(jié)一下，機(jī)械法和化學(xué)法是有損測試方法智能化，需要對待測物體局部取樣科技實力，而且測試后損壞不可逆；X射線法是一種無損測試方法建設，可保持物體的完整性勃勃生機。機(jī)械法能夠較為精確地確定殘余應(yīng)力的大小和分布，一般適用于棒形或管形的物體極致用戶體驗；化學(xué)法適用于金屬絲提供有力支撐、薄片類型的物體，但化學(xué)法只能進(jìn)行定性判斷建議，很難做到定量描述品率；X射線法雖然是一種“非破壞性”的方法，但此方法僅適用于能夠給出較清晰敏銳的衍射線條的某些材料不斷發展，并由于X射線的投射能力較小積極影響，只能探明物體接近表面部分的情況。
殘余應(yīng)力的消除
既然殘余應(yīng)力危害這么多緊密協作，那么行之有效的消除方法就顯得十分必要了越來越重要。消除方法有熱處理、靜載荷加壓發揮重要作用、振動時效和機(jī)械處理四種方法醒悟。
1、熱處理法
熱處理就是利用殘余應(yīng)力的熱松弛效應(yīng)消除或降低殘余應(yīng)力高質量，一般采用退火也逐步提升、回火等方式進(jìn)行處理記得牢。
圖11：熱處理之退火處理
2、靜載荷加壓法
靜載荷加壓重要的作用，就是使工件產(chǎn)生整體或局部更多可能性、甚至微區(qū)的塑性變形來調(diào)整工件的殘余應(yīng)力。例如大型壓力容器反應能力，在焊接之后共謀發展，在其內(nèi)部加壓，即所謂的“脹形”結構重塑，使焊接接頭發(fā)生微量塑性變形聽得進，以減小焊接殘余應(yīng)力。
圖12：經(jīng)過脹形處理的大型油罐
3先進水平、振動時效法
振動時效，英文叫做Vibration Stress Relief全面展示，簡稱VSR重要平臺。振動時效處理是工程材料常用的一種消除其內(nèi)部殘余內(nèi)應(yīng)力的方法，是通過振動核心技術，使工件內(nèi)部殘余的內(nèi)應(yīng)力和附加的振動應(yīng)力的矢量和達(dá)到超過材料屈服強(qiáng)度的時候應用提升，使材料發(fā)生微量的塑性變形，從而使材料內(nèi)部的內(nèi)應(yīng)力得以松弛和減輕創造性。
圖13：應(yīng)變可量化式振動時效系統(tǒng)
4發展的關鍵、機(jī)械處理法
機(jī)械處理，就是利用物體表面產(chǎn)生很小的塑性變形的方法來減小殘余應(yīng)力規模設備，包括零件彼此碰撞真諦所在、表面滾壓、表面拉制以及模具中表面校形精壓等競爭力。例如打鐵的好處之一就是消除殘余應(yīng)力充分。
圖14：打鐵鍛造
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