1、什么是残余应力
残余应力是工件在制造过程中,将受到来自各种工艺等因素的作用与影响;当这些因素消失之后,若构件所受到的上述作用与影响不能随之而完全消失,仍有部分作用与影响残留在构件内,则这种残留的作用与影响就是残余应力。
从能量作功的角度来理解,外力使物体发生塑性变形时会导致物体内部发生变形,因而积累一部分能量;当外力消除后,内部应力分布不均匀的能量要进行释放,如果物体的脆性低,则物体会缓慢变形,脆性高则形成裂纹。
残余应力在机械制造中非常常见,往往各个工艺都会产生残余应力。不过,从本质上讲,产生残余应力的原因可以归结成三类:
**类,不均匀的塑性变形;第二类,不均匀的温度变化;第三类,不均匀的相变。
2、残余应力的危害
从残余应力的分类可以看出,残余应力会引起物体缓慢变形,导致物体尺寸的改变,导致机械加工工件尺寸不合格,仪器生产中导致整台仪器丧失精度成为废品,铸造锻造工件出现裂纹甚至断裂,同时对其疲劳强度、抗应力腐蚀能力、尺寸稳定性和使用寿命等,也有着十分重要的影响。
铸件在冷却的过程中,由于工艺的不合理导致冷却不均匀而产生残余热应力导致铸件断裂。
热处理的淬火过程中,过冷奥氏体进行马氏体转变时容易导致材料断裂。
3、残余应力的测量
X射线法是由俄国学者于1929年提出,经过多年发展,理论与实际测定方法都较为成熟,是目前应用*为广泛的一种无损残余应力测试方法。
原理:X 射线衍射法测量残余应力是基于X 射线衍射理论。当一束波长为λ 的X射线照射在晶体表面时,会在特定的角度(2θ)上接收到X 射线反射光的波峰,这就是X 射线衍射现象。