句容市合金材料彎曲性能測試 殘余應(yīng)力測試

時間：2021-04-22作者：武漢廣分認證有限公司瀏覽：47

（1）應(yīng)力概念

通常講，一個物體，在沒有外力和外力矩作用、溫度達到平衡、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。

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

第Ⅰ類內(nèi)應(yīng)力是存在于材料的較大區(qū)域（很多晶粒）內(nèi)，并在整個物體各個截面保持平衡的內(nèi)應(yīng)力。當一個物體的第Ⅰ類內(nèi)應(yīng)力平衡和內(nèi)力矩平衡被破壞時，物體會產(chǎn)生宏觀的尺寸變化。 第Ⅱ類內(nèi)應(yīng)力是存在于較小范圍（一個晶?；蚓Я?nèi)部的區(qū)域）的內(nèi)應(yīng)力。

第Ⅲ類內(nèi)應(yīng)力是存在于較小范圍（幾個原子間距）的內(nèi)應(yīng)力。

在工程上通常所說的殘余應(yīng)力就是第Ⅰ類內(nèi)應(yīng)力。到目前為止，第Ⅰ類內(nèi)應(yīng)力的測量技術(shù)*為完善，它們對材料性能和構(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)力的工藝過程來歸類和命名，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類內(nèi)應(yīng)力。

（2）應(yīng)力作用

機械零部件和大型機械構(gòu)件中的殘余應(yīng)力對其疲勞強度、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?shù)?、分布合理的殘余壓?yīng)力可能成為提高疲勞強度、提高抗應(yīng)力腐蝕能力，從而延長零件和構(gòu)件使用壽命的因素；而不適當?shù)臍堄鄳?yīng)力則會降低疲勞強度，產(chǎn)生應(yīng)力腐蝕，失去尺寸精度，甚至導(dǎo)致變形、開裂等早期失效事故。

（3）應(yīng)力的產(chǎn)生 在機械制造中，各種工藝過程往往都會產(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 針對工件的具體服役條件，采取一定的工藝措施，消除或降低對其使用性能不利的殘余拉應(yīng)力，有時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)整問題。 通常調(diào)整殘余應(yīng)力的方法有：

①自然時效

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。一般認為，經(jīng)過一年自然時效的工件，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。但由于時效時間過長，一般不采用。

②熱時效

熱時效是傳統(tǒng)的時效方法，利用熱處理中的退火技術(shù)，將工件加熱到500～650℃進行較長時間的保溫后再緩慢冷卻至室溫。在熱作用下通過原子擴散及塑性變形使內(nèi)應(yīng)力消除。從理論上講采用熱時效，只要退火溫度和時間適宜，應(yīng)力可以完全消除。但在實際生產(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、硬度及機械性能下降等缺陷。

③振動時效

振動時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，以達到降低和調(diào)整殘余應(yīng)力的目的。其特點是處理時間短、適用范圍廣、能源消耗少、設(shè)備投資小，操作簡便，因此振動時效在70年代從發(fā)達國家引進后在國內(nèi)被大力推廣。

④靜態(tài)過載法

靜態(tài)過載法是以靜力或靜力矩的形式，暫時加載于構(gòu)件上，并在這種載荷下保持一段時間，從而使零件尺寸精度獲得穩(wěn)定的時效方法。用于焊接件時需要將載荷加大到使原來應(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)力下保持時間。 特別指出，靜態(tài)過載法處理后構(gòu)件中仍然保持著相當大的殘余應(yīng)力。

⑤熱沖擊時效法

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

⑥超聲波時效法

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


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