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        何為殘余應力,如何消除

        2017/11/13 10:18:11

        在外力消除后仍保留在金屬內部的應力稱為殘余應力或內應力。殘余應力是由于金屬的不均勻變形和不均勻的體積變化造成的。殘余應力按內應力作用范圍,可分為宏觀內應力(第一類殘余應力)、晶界內應力(第二類殘余應力)和晶格畸變內應力(第三類殘余應力)。

        在外力消除后仍保留在金屬內部的應力稱為殘余應力或內應力。殘余應力是由于金屬的不均勻變形和不均勻的體積變化造成的。殘余應力按內應力作用范圍,可分為宏觀內應力(第一類殘余應力)、晶界內應力(第二類殘余應力)和晶格畸變內應力(第三類殘余應力)。

        宏觀內應力:當金屬發送不均勻變形,而物體的完整性又限制這種不均勻變形的自由發展時,在金屬物體內大部分體積之間產生互相平衡起來的應力,這種因變形不均勻所出現的應力稱為宏觀內應力。


        晶間內應力:由于金屬各晶粒的空間取向不同,在發送變形時,相鄰的兩個晶粒發生了不均勻變形,兩者之間相互制約而產生平衡,阻礙變形的自由發展,變形結束后殘留在晶體內形成晶間內應力。


        晶格畸變內應力:變形不均勻不僅表現在各晶粒之間,因受其周圍晶粒影響不同,在同一晶粒各個部位也存在變形不均勻,產生一定晶格畸變,限制變形的自由發展,變形后殘留在晶粒內部形成晶格畸變內應力。


        殘余應力會導致工作變形、開裂和部分尺寸或形狀改變,縮短工件的使用壽命。為了消除殘余應力,一般采用熱處理法和機械處理法。允許退火的金屬材料可以采用退火的方法消除殘余應力。消除殘余應力的退火一般在較低的溫度(低于再結晶溫度)下進行,即恢復期,此時殘余應力可大部分消除,而不會引起材料強度的降低;在較高溫度下退火雖然能徹底消除殘余應力,但會造成金屬力學性能改變,特別是強度的降低和制品晶粒的粗化。機械處理法是在制品的表面在附加一些表面變形,使之產生新的壓副應力以抵消制品內的殘余應力或盡量減小其數值。當材料表面有拉伸殘余應力時才可以該方法。例如管棒材的多輥矯直,帶材的拉彎矯、張力退火等均是消除殘余應力的有效方法。


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