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    你知道如何測量殘余應(yīng)力嗎?
    
              
    
                2024-07-10 14:18:34
                作者：材子筆記                來源：材子筆記 
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    什么是殘余應(yīng)力
    

     
    

    

     
    

    

     
    

    

     
    

    

    

    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。
    

     
    

    

    

    圖3  淬火過程金屬斷裂
    3
    殘余應(yīng)力的測量
    

     
    

    對于殘余應(yīng)力的測量，從大類上可以分為機(jī)械法、化學(xué)法和X射線法三種。
    


    

    

    

     
    

    

     
    

    

     
    

    圖6  化學(xué)法浸泡待測金屬
    

     
    

    

    

    圖7  化學(xué)法的稱重曲線
    

     
    

    X射線法

    


    


    

    X射線法可利用X射線穿透金屬件，其中勞埃法是通過干擾斑點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，各干擾斑點呈點狀分布。有殘余應(yīng)力時，各干擾斑點伸長，呈“星芒”狀。
    

     
    

    

    

    (a)無殘余應(yīng)力  (b)殘余應(yīng)力存在
    

    圖9  勞埃法測量結(jié)果

    

    

     
    

    

     
    

    

     
    

    4
    殘余應(yīng)力的消除

    

    既然殘余應(yīng)力危害這么多，那么行之有效的消除方法就顯得十分必要了。消除方法有熱處理、靜載荷加壓、振動時效和機(jī)械處理四種方法。
    


    

    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，一般采用退火、回火等方式進(jìn)行處理。
    

    

     
    

    

    

    圖11  熱處理之退火處理

    

    靜載荷加壓，就是使工件產(chǎn)生整體或局部、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，在焊接之后，在其內(nèi)部加壓，即所謂的“脹形”，使焊接接頭發(fā)生微量塑性變形，以減小焊接殘余應(yīng)力。
    

     
    

    

    

    圖12  經(jīng)過脹形處理的大型油罐

    

    振動時效，英文叫做Vibration Stress Relief，簡稱VSR。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，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)到超過材料屈服強度的時候，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。 
    

     
    

    

    

    圖13   應(yīng)變可量化式振動時效系統(tǒng)

    

    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，包括零件彼此碰撞、表面滾壓、表面拉制以及模具中表面校形精壓等。例如打鐵的好處之一就是消除殘余應(yīng)力。
    

     
    

    

    

    圖14   打鐵鍛造
    

     
                     
      
    
            
    
            
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