残余应力的产生、分类及去除方法

残余应力的产生原因

一个构件在生产、加工及处理过程中，受到了不均匀应力场、应变场、温度场、材料组织的不均匀性等内在和外在的影响，在构件完成后仍然保留下来的应力。构件在没有外部因素作用下，构件内部保持平衡而存在的应力。

当一个构件承受载荷超过了弹性极限范围，卸去载荷后构件内残存的应力.

残余应力产生原因的分类

⑴热处理产生的残余应力

⑵表面处理产生的残余应力

⑶切削和磨削产生的残余应力

⑷冷加工产生的残余应力

⑸铸、锻造产生的残余应力

⑹电镀产生的残余应力

⑺焊接产生的残余应力

残余应力分析仪可快速、轻松分析齿轮、轴承、轧辊、曲轴、凸轮轴、压力容器管道以及其它一些零部件在热处理、机加工、焊接、喷丸、滚压等处理过程中产生的残余应力。有效避免有害的残余应力对工件的抗疲劳强度和耐蚀性能的降低，延长工件使用寿命，避免造成重大事故。而有些零件引入有益的残余应力，如滚压、喷丸等可提高工件的表面性能。因此，残余应力的精确测量变得非常必要。

根据残余应力相互影响和范围的不同可分为三种 ：

⑴ 宏观应力：由构件的不同部分的宏观变形不均匀性 引起的，或不均匀外部载荷引起的应力，即体积应力（较大的材料区域），宏观尺寸范围内的平衡。

⑵ 微观应力：它是由晶粒或亚晶粒之间的变形不均匀性产生的，即组织内部应力或结构的残余应力（材料较小的范围内），在晶粒尺寸内的平衡。

⑶ 晶格畸变应力：它是由构件在塑性变形中形成的大量点阵缺陷引起的，或各晶粒内部存在的不均匀的残余应力、位错引起的不均匀变形的应力（极小的材料 区域内），单个晶胞内的平衡。

工件在热处理时形成的畸变与裂纹，就是这些内应力综合作用的结果。同时，在热处理应力的作用下，有时会使工件的某一部分处于拉应力状态，而另一部分处于压应力状态，有时可能使工件内部各部分的应力状态分布十分复杂。对此，应根据实际情况加以分析。

残余应力的去除和调整

一、热时效法

⑴回火 加工变形→焊接→淬火→温度→时间→速度

⑵电阻法 直接加热→局部

二、机械法

⑴静载法 自然时效

⑵振动时效法 共振和谐波→激振→控制和检测

⑶滚压法 压应力→疲劳强度→光洁度→开裂、寿命

⑷喷丸法 压应力→抗疲劳→提高硬度→耐腐蚀

来源：金属材料生态圈