材料在生產(chǎn)制造和工作過程中，不可避免的會(huì)受到各種加工工藝和服役環(huán)境的作用，這些過程中都會(huì)產(chǎn)生殘余應(yīng)力。殘余應(yīng)力是指在構(gòu)件加工或成形過程中，由于不均勻的應(yīng)力場(chǎng)、應(yīng)變場(chǎng)、溫度場(chǎng)和組織不均勻性，在形變后的變形體內(nèi)保留下來的應(yīng)力，是材料的固有屬性。

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1.有損測(cè)量法:

? ? ?將具有殘余應(yīng)力的部件從構(gòu)建中分離出來使得應(yīng)力釋放，測(cè)量其應(yīng)變的變化求出殘余應(yīng)力.

? ? ?優(yōu)缺點(diǎn):技術(shù)成熟，精度較高，但會(huì)對(duì)工件造成一定破壞.

? ? ?常見方法:鉆孔法，深孔法，全釋放應(yīng)變法，輪廓法，壓痕法(近似無損)等.

2.無損測(cè)量法:

? ? ?在不損害工件的前提下，測(cè)量殘余應(yīng)力的方法.

? ? ?常見方法:X射線衍射法，超聲法，磁測(cè)法，中子衍射法等.

鉆孔法

鉆孔法在1934年由德國學(xué)者M(jìn)atharJ提出，現(xiàn)已經(jīng)發(fā)展的較為成熟。其原理就是在被測(cè)工件的表面貼上應(yīng)變花，并對(duì)工件打孔，孔周圍應(yīng)力松弛，而形成新的應(yīng)力/應(yīng)變場(chǎng)分布J；通過標(biāo)定應(yīng)變釋放系數(shù)A、B，基于彈性力學(xué)原理可推算出工件原有殘余應(yīng)力及應(yīng)變。

壓痕法

壓痕法是通過球形壓痕誘導(dǎo)產(chǎn)生的應(yīng)變?cè)隽繙y(cè)定殘余應(yīng)力的方法。其原理是在被測(cè)工件的表面貼上應(yīng)變花，采用壓頭制造壓痕，通過測(cè)量應(yīng)變?cè)隽?，與標(biāo)定的彈性應(yīng)變與應(yīng)變?cè)隽筷P(guān)系計(jì)算殘余應(yīng)力。

X射線衍射法

X 射線衍射法測(cè)量殘余應(yīng)力基于X射線衍射理論，晶體存在殘余應(yīng)力時(shí)，不同晶面間距隨殘余應(yīng)力的大小發(fā)生規(guī)律性變化，通過測(cè)量晶面間距計(jì)算殘余應(yīng)力.是由俄國學(xué)者于1929年提出，經(jīng)過多年發(fā)展，理論與實(shí)際測(cè)定方法都較為成熟，是目前應(yīng)用最為廣泛的一種無損殘余應(yīng)力測(cè)試方法。

?超聲法

超聲法測(cè)量殘余應(yīng)力基于聲彈性效應(yīng),超聲波在固體中傳播速度取決于固體中的殘余應(yīng)力，在材料性能已知的情況下通過測(cè)量超聲波波速從而計(jì)算殘余應(yīng)力。

如何調(diào)控殘余應(yīng)力

殘余應(yīng)力對(duì)構(gòu)件危害極大，因此控制及消除殘余應(yīng)力就十分必要。達(dá)到殘余應(yīng)力的調(diào)控消除的目的,常見有以下幾種方式：

自然時(shí)效：自然時(shí)效是通過把零件暴露于室外，經(jīng)過幾個(gè)月甚至幾年的時(shí)間，使其尺寸精度達(dá)到穩(wěn)定的一種方法。這種時(shí)效方法雖然具有無污染，穩(wěn)定鑄件尺寸精度等優(yōu)勢(shì)，但時(shí)間長(zhǎng)、占地廣，后期還需進(jìn)行除銹工藝。

熱時(shí)效：把工件放進(jìn)熱時(shí)效爐中進(jìn)行熱處理，由室溫緩慢均勻加熱至一定溫度后，保溫4-8小時(shí)，再嚴(yán)格控制降溫速度至較低溫度以下出爐。熱時(shí)效處理應(yīng)用非常廣泛，但耗時(shí)久，能源消耗大，且污染嚴(yán)重、成本高，工件受尺寸限制等。

超聲時(shí)效法：利用大功率超聲波推動(dòng)沖擊工具以高頻沖擊工件表面,使其表層產(chǎn)生較大壓塑性變形,改變?cè)械臍堄鄳?yīng)力場(chǎng).

爆炸時(shí)效：使用爆炸產(chǎn)生的沖擊波使工件發(fā)生塑性變形,從而達(dá)到消除殘余應(yīng)力的目的,常用于大型工件,周期短.

電磁時(shí)效：使用電磁膨脹使工件發(fā)生塑性變形,從而達(dá)到消除殘余應(yīng)力的目的.

殘余應(yīng)力檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)

GBT_7704-2017_無損檢測(cè)_X射線應(yīng)力測(cè)定方法

GBT_24179-2009_金屬材料_殘余應(yīng)力測(cè)定_壓痕應(yīng)變法

GBT_31218-2014_金屬材料_殘余應(yīng)力測(cè)定 _全釋放應(yīng)變法

GB/T 31310-2014《金屬材料 殘余應(yīng)力測(cè)定 鉆孔應(yīng)變法》

GB/T 3395-2013《殘余應(yīng)力測(cè)試方法 鉆孔應(yīng)變釋放法》

GB/T32073-2015《無損檢測(cè) 殘余應(yīng)力超聲臨界折射縱波檢測(cè)方法》? ? ? ? ? ? ? ? ? ?

GB/T38952-2020《無損檢測(cè) 殘余應(yīng)力超聲體波檢測(cè)方法》