残余应力的危害及对策

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1、第32卷增刊2006年11月包钢科技Science&TechnologyofBaoIouv01.32,Supplem如tNovember,2006Steel(Gmup)corpomtion残余应力的危害及对策付学义，文U莉包头014010)(包钢(集团)公司技术中心，内蒙古摘要：文中阐述了残余应力在材料或设备使用过程中的不良影响，并详细介绍了冃前消除残余应力的若干方法。希望能够对今后提高产品内部质量、提高构件的疲劳寿命及减少安全隐患方面提供一些有效对策。关键词：残余应力;疲劳寿命；危害屮图分类号：TB302.3文献标识码：B文章编号：100

2、9—5438(2006)S0—0082—03HarmfulnessofResidua1StremandCountemeasuresFUx毗一ticUUK(死c八凡池Zcen£er矿屁o£oll&eeZ(crDC

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5、形是残余应力产生的普遍原因。残余应力的存在，一方面会降低工件的强度，使其在制造时产生变形和开裂等工艺缺陷；另一方面又会在制造后的口然释放过程中使材料的疲劳强度、应力腐蚀等力学性能降低，从而造成使用屮出现问题。因此，在结构设计屮必须考虑残余应力的影响、找岀相应的对策，对于保障生产、稳定产品质量等方面都有极其重耍的意义。1体表现在以下儿个方面。1.1残余应力对金属材料屈服极限的影响料实际的拉伸屈服极限降低,从理论上讲，如果材料具有拉伸残余应力，则材而压缩屈服极限提高。相反，如果材料具有压缩残余应力，则提高材料的拉伸屈服极限，降低压缩屈服极限。因

6、此，评定残余应力影响的好坏不能一概而论，应在满足构件强度基础上考虑。通常，设计者不希望构件内部具有拉伸残余应力；若使构件内部具有压缩残余应力，则梢蕴峋吒辜钠@褪倜？1.2残余应力对疲劳寿命的影响多数情况下，构件表面存在拉伸残余应力，人们首先考虑的是如何调整应力分布来提高疲劳寿命；但这与残余应力对变形的影响是不同的，斤者考虑的是如何降低或消除残余应力以保证构件在使用过程中形变的稳定。实际上，残余应力对疲劳的影响因环境的不同残余应力的危害金属材料在冷、热加工过程中都会不同程度地产生残余应力。残余应力的存在对金属工件的强度、结构变形等方面有着重大

7、的影响，因此在结构设计中必须予以重视。残余应力对构件性能的影响具收稿日期：2006・06.26作者简介：付学义（1968—），男，内蒙古包头市人，高级工程师，现从事金属物理研究及测试工作。万方数据増刊残余应力的危害及对策83而改变；它与残余应力的分布规律和量值、材料的弹性性能、外來作用的状态等因素有关。研究残余应力对疲劳的影响时，既要考虑宏观残余应力又要考虑微观残余应力的影响。宏观残余应力在初期暂时与作用的交变应力叠加，改变应力水平，对疲劳寿命影响较大；而微观组织的不均匀所造成的微观残余应力，在应力交变过程中，会使微观区域内的塑性变形积累，

8、产生应力集屮，并使组织内产生裂纹。这些影响比起静强度的影响，在实用上将更为重要。1・3残余应力对构件变形的影响残余应力是一个不稳定的应力状态。构件受外力时，与残余应力相互作用，使构件某些局部呈塑性变形，截面内应力重新分布；当外力去除时，整个构件要发生变形。所以，残余应力明显地影响构件加工后的精度。残余应力对构件变形的影响包括两个方面：-是构件抵抗静、动载荷的变形能力，另外就是载荷卸除后变形的恢复能力。残余应力在这两方面对构件的影响相当大。因此，人们一直在努力研究消除这些影响的有效方法。1•4残余应力对金加脆性破坏的影响脆性破坏是构件在儿乎不

9、存在塑性变形情况下的突然开裂。它在温度突然下降或变形速度突然增大的情况下最易发生。由于塑性变形处于抑制状态，如果突然再受到较人的作用力，就易于发生脆性断裂破坏。残余应力是作为初始