在實(shí)際工作中經(jīng)常會聽到殘余應(yīng)力，引起模具變形、開裂等等，而實(shí)際中又很難測量，也很難消除，今天，我們就通過這篇文章解開殘余應(yīng)力的神秘面紗，讓它能在我們工作中可見，并且能有效的消除。

一、殘余應(yīng)力：是指消除外力、加工過程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等，殘余應(yīng)力一般是有害的，輕則使工件發(fā)生翹曲或扭曲變形，重則使工件開裂。

二、殘余應(yīng)力的分類

a)按影響區(qū)域分類：第一類殘余應(yīng)力，貫穿于整個(gè)物體內(nèi)部；第二類內(nèi)應(yīng)力：微觀殘余應(yīng)力，它是由晶粒或亞晶粒之間的變形不均勻性產(chǎn)生的；第三類內(nèi)應(yīng)力：由于工件在塑性變形中形成的大量點(diǎn)陣缺陷（如空位、間隙原子、位錯(cuò)等）引起的；

b)按應(yīng)力產(chǎn)生的原因分類：熱應(yīng)力、相變應(yīng)力、收縮應(yīng)力；

三、殘余應(yīng)力產(chǎn)生的原因：機(jī)械加工和表面強(qiáng)化均能產(chǎn)生殘余應(yīng)力，對于模具加工來說，基本上每一個(gè)工序都會產(chǎn)生殘余應(yīng)力，應(yīng)力產(chǎn)生的原因和機(jī)理大致如下表分布

四、殘余應(yīng)力對工件的影響：殘余應(yīng)力對工件基本上都是有害的

a)對屈服強(qiáng)度的影響：如果材料具有拉伸殘余應(yīng)力，相當(dāng)于提高了應(yīng)力-應(yīng)變曲線的坐標(biāo)原點(diǎn)，即相當(dāng)于降低了材料的拉伸屈服極限。如果材料具有壓縮殘余應(yīng)力的情況，使拉伸屈服極限提高，而壓縮屈服極限降低；

b)對疲勞壽命的影響：當(dāng)受到交變應(yīng)力的構(gòu)件存在壓縮殘余應(yīng)力時(shí)，該構(gòu)件的疲勞強(qiáng)度會有所提高，而存在拉伸殘余應(yīng)力時(shí)，其疲勞強(qiáng)度會有所下降。因此在實(shí)際應(yīng)用中往往通過表面硬化處理產(chǎn)生壓縮殘余應(yīng)力，從而有效地提高疲勞強(qiáng)度；

c)對工件變形的影響：殘余應(yīng)力對構(gòu)件變形的影響包括兩個(gè)方面：一是構(gòu)件抗靜、動(dòng)載荷的變形能力；另一方面是荷載卸除后變形的回復(fù)能力；

d)對脆性破壞的影響：脆性破壞是構(gòu)件在幾乎不存在的塑性變形的情況下突然開裂。它在溫度突然下降或變形速度突然增大的情況下，最容易發(fā)生，殘余應(yīng)力是作為初始應(yīng)力存在于構(gòu)件內(nèi)，特別是拉伸殘余應(yīng)力與作用拉應(yīng)力疊加而加速了脆性破壞；

e)對應(yīng)力腐蝕形式裂的影響：試驗(yàn)證明，拉應(yīng)力和腐蝕共存是應(yīng)力腐蝕發(fā)必要條件。拉應(yīng)力使腐蝕破壞加速，這是應(yīng)力對腐蝕的作用。而殘余應(yīng)力的存在則必有拉伸應(yīng)力，因此對于承受腐蝕的金屬構(gòu)件來說，殘余應(yīng)力也起到了應(yīng)力腐蝕的作用；對于壓縮殘余應(yīng)力則恰恰相反，可以防止和減低應(yīng)力腐蝕開裂現(xiàn)象。防止應(yīng)力腐蝕開裂的現(xiàn)場措施有表面壓延、噴丸和氮化處理等，其原理都是使構(gòu)件表面產(chǎn)生壓縮殘余應(yīng)力；

五、殘余應(yīng)力的檢測，殘余應(yīng)力其實(shí)是可以進(jìn)行測量的，主要分為兩大類：

a)機(jī)械測量法：常見的有鉆孔法、環(huán)芯法、深孔法、剝層法以及切條法；

b)無損檢測法：常見的有X射線衍射法、超聲波法、壓痕法等等 不同的測量方法其原理及應(yīng)用范圍不一樣，目前最常的測量方法就是X射線衍射法；

六、殘余應(yīng)力的消除方法

殘余應(yīng)力對工件的影響比較大，常是變形，開裂的主要原因，在我們的實(shí)際工作中，要減小應(yīng)力的產(chǎn)生并盡量消除工件的殘余應(yīng)力，但實(shí)際上殘余應(yīng)力的消除并不能完全去除應(yīng)力，所以我們在實(shí)際工作中首要的還是從各個(gè)加工流程減小殘余應(yīng)力的產(chǎn)生。常見的消除應(yīng)力的方法主要有以下幾種：

a)自然時(shí)效：放置在自然條件下進(jìn)行消除，一般能消除10%左右；

b)熱 處 理：一般能去除30%-80%的應(yīng)力，效果較好，但需注意工件變形；

c)振動(dòng)時(shí)效：通過人工敲打或才振動(dòng)的方式去除，一般能去除30-60%的應(yīng)力；

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