句容市合金材料彎曲性能測(cè)試 殘余應(yīng)力測(cè)試

時(shí)間：2021-04-22作者：武漢廣分認(rèn)證有限公司瀏覽：43

（1）應(yīng)力概念

通常講，一個(gè)物體，在沒(méi)有外力和外力矩作用、溫度達(dá)到平衡、相變已經(jīng)終止的條件下，其內(nèi)部仍然存在并自身保持平衡的應(yīng)力叫做內(nèi)應(yīng)力。

按照德國(guó)學(xué)者馬赫勞赫提出的分類(lèi)方法，內(nèi)應(yīng)力分為三類(lèi)：

第Ⅰ類(lèi)內(nèi)應(yīng)力是存在于材料的較大區(qū)域（很多晶粒）內(nèi)，并在整個(gè)物體各個(gè)截面保持平衡的內(nèi)應(yīng)力。當(dāng)一個(gè)物體的第Ⅰ類(lèi)內(nèi)應(yīng)力平衡和內(nèi)力矩平衡被破壞時(shí)，物體會(huì)產(chǎn)生宏觀的尺寸變化。 第Ⅱ類(lèi)內(nèi)應(yīng)力是存在于較小范圍（一個(gè)晶?；蚓Я?nèi)部的區(qū)域）的內(nèi)應(yīng)力。

第Ⅲ類(lèi)內(nèi)應(yīng)力是存在于較小范圍（幾個(gè)原子間距）的內(nèi)應(yīng)力。

在工程上通常所說(shuō)的殘余應(yīng)力就是第Ⅰ類(lèi)內(nèi)應(yīng)力。到目前為止，第Ⅰ類(lèi)內(nèi)應(yīng)力的測(cè)量技術(shù)*為完善，它們對(duì)材料性能和構(gòu)件質(zhì)量的影響也研究得*為透徹。 除了這樣的分類(lèi)方法以外，工程界也習(xí)慣于按產(chǎn)生殘余應(yīng)力的工藝過(guò)程來(lái)歸類(lèi)和命名，例如鑄造應(yīng)力、焊接應(yīng)力、熱處理應(yīng)力、磨削應(yīng)力、噴丸應(yīng)力等等，而且一般指的都是第Ⅰ類(lèi)內(nèi)應(yīng)力。

（2）應(yīng)力作用

機(jī)械零部件和大型機(jī)械構(gòu)件中的殘余應(yīng)力對(duì)其疲勞強(qiáng)度、抗應(yīng)力腐蝕能力、尺寸穩(wěn)定性和使用壽命有著十分重要的影響。適當(dāng)?shù)?、分布合理的殘余壓?yīng)力可能成為提高疲勞強(qiáng)度、提高抗應(yīng)力腐蝕能力，從而延長(zhǎng)零件和構(gòu)件使用壽命的因素；而不適當(dāng)?shù)臍堄鄳?yīng)力則會(huì)降低疲勞強(qiáng)度，產(chǎn)生應(yīng)力腐蝕，失去尺寸精度，甚至導(dǎo)致變形、開(kāi)裂等早期失效事故。

（3）應(yīng)力的產(chǎn)生 在機(jī)械制造中，各種工藝過(guò)程往往都會(huì)產(chǎn)生殘余應(yīng)力。但是，如果從本質(zhì)上講，產(chǎn)生殘余應(yīng)力的原因可以歸結(jié)為：

1.不均勻的塑性變形；

2.不均勻的溫度變化；

3.不均勻的相變

（4）應(yīng)力的調(diào)整 針對(duì)工件的具體服役條件，采取一定的工藝措施，消除或降低對(duì)其使用性能不利的殘余拉應(yīng)力，有時(shí)還可以引入有益的殘余壓應(yīng)力分布，這就是殘余應(yīng)力的調(diào)整問(wèn)題。 通常調(diào)整殘余應(yīng)力的方法有：

①自然時(shí)效

把構(gòu)件置于室外，經(jīng)氣候、溫度的反復(fù)變化，在反復(fù)溫度應(yīng)力作用下，使殘余應(yīng)力松弛、尺寸精度獲得穩(wěn)定。一般認(rèn)為，經(jīng)過(guò)一年自然時(shí)效的工件，殘余應(yīng)力僅下降2%～10%，但工件的松弛剛度得到了較大地提高，因而工件的尺寸穩(wěn)定性很好。但由于時(shí)效時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，一般不采用。

②熱時(shí)效

熱時(shí)效是傳統(tǒng)的時(shí)效方法，利用熱處理中的退火技術(shù)，將工件加熱到500～650℃進(jìn)行較長(zhǎng)時(shí)間的保溫后再緩慢冷卻至室溫。在熱作用下通過(guò)原子擴(kuò)散及塑性變形使內(nèi)應(yīng)力消除。從理論上講采用熱時(shí)效，只要退火溫度和時(shí)間適宜，應(yīng)力可以完全消除。但在實(shí)際生產(chǎn)中通?？梢韵龤堄鄳?yīng)力的70～80%，但是它有工件材料表面氧化、硬度及機(jī)械性能下降等缺陷。

③振動(dòng)時(shí)效

振動(dòng)時(shí)效是使工件在激振器所施加的周期性外力作用下產(chǎn)生共振，松弛殘余應(yīng)力，獲得尺寸精度穩(wěn)定性。也就是在機(jī)械的作用下，使構(gòu)件產(chǎn)生局部的塑性變形，從而使殘余應(yīng)力得到釋放，以達(dá)到降低和調(diào)整殘余應(yīng)力的目的。其特點(diǎn)是處理時(shí)間短、適用范圍廣、能源消耗少、設(shè)備投資小，操作簡(jiǎn)便，因此振動(dòng)時(shí)效在70年代從發(fā)達(dá)國(guó)家引進(jìn)后在國(guó)內(nèi)被大力推廣。

④靜態(tài)過(guò)載法

靜態(tài)過(guò)載法是以靜力或靜力矩的形式，暫時(shí)加載于構(gòu)件上，并在這種載荷下保持一段時(shí)間，從而使零件尺寸精度獲得穩(wěn)定的時(shí)效方法。用于焊接件時(shí)需要將載荷加大到使原來(lái)應(yīng)力與附加應(yīng)力之和接近于材料的屈服極限，才能消除殘余應(yīng)力。靜態(tài)過(guò)載法的精度穩(wěn)定性效果，取決于附加應(yīng)力的大小及應(yīng)力下保持時(shí)間。 特別指出，靜態(tài)過(guò)載法處理后構(gòu)件中仍然保持著相當(dāng)大的殘余應(yīng)力。

⑤熱沖擊時(shí)效法

1970年前后出現(xiàn)的一種新穎的穩(wěn)定工件尺寸精度的時(shí)效工藝法。其實(shí)質(zhì)就是將工件進(jìn)行快速加熱，使加熱過(guò)程中造成的熱應(yīng)力正好與殘余應(yīng)力疊加，**過(guò)材料的屈服極限引起塑性變形，從而使原始?xì)堄鄳?yīng)力很快松弛并穩(wěn)定化。

⑥超聲波時(shí)效法

超聲波時(shí)效法首先在前蘇聯(lián)誕生，并在發(fā)達(dá)國(guó)家得到推廣，該方法起先主要應(yīng)用于船舶、核、航空航天等對(duì)消除應(yīng)力非常嚴(yán)格的領(lǐng)域。 （5）應(yīng)力方法 振動(dòng)時(shí)效的效果實(shí)際上就是工件中殘余應(yīng)力是否得以消除和均化，目前對(duì)殘余應(yīng)力的測(cè)試方法總的分為兩大類(lèi)。一類(lèi)是定量測(cè)量：如盲孔法、X射線法、磁測(cè)法、噴砂打孔法、切割法、套環(huán)法等；另一類(lèi)是定性測(cè)試：如振動(dòng)參數(shù)曲線法、尺寸精度穩(wěn)定性法等。


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• 詞條

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