残余应力讲座讲解.ppt

1、,残余应力讲座 残余应力的测试、分析与应用,2011.6.21,材料研究中心-物理电镜组,第一节 基础知识回顾,无外力、外力矩而内部自平衡的力。,以应力作用的尺度来划分，传统学派将其划分为三类，第一类残余应力在较大范围内（很多晶粒范围）维持力和力矩平衡；第二类残余应力在几个晶粒之间维持平衡关系；第三类残余应力作用的尺度只在原子尺度了。,注意：1、应力只能连续变化，不可以跳跃2、工程上所指的残余应力为第一类残余应力，和材料性能结合最密切。,第二节 残余应力测试与计算原理,X射线测量残余应力是把晶面间距之间的应变与宏观的应变等同起来！材料是各项同性的！,+垂直表面主应力=0！且无切应力！,我们的仪

2、器无法测量,测试中主方向的选择？,第三节 残余应力与材料性能的关系,表面高频淬火处理工艺表面化学处理工艺（渗碳、渗氮、离子渗金属等）表面喷丸表面滚压形变处理表面激光处理表面复合强化,应力腐蚀开裂（SCC）产生的条件：特定的环境介质（Cl-，OH-等）、大于临界应力的拉应力，大量统计表明，由于残余拉应力而引起的不锈钢应力腐蚀事故约占总的事故数的80%，应力腐蚀破坏事故已占不锈钢整个湿态腐蚀破坏事故的首位。,1、特定的腐蚀介质2、大于临界应力的拉应力（工作应力或残余应力）3、断裂速度大于无应力下的腐蚀破坏速度,有研究表明在存在较大残余拉应力的情况下，即使不施加外力也可能发生应力腐蚀开裂！,从残余应

3、力的角度来预防金属材料的应力腐蚀消除残余拉应力。（如去应力退火）向材料表层引入残余压应力。（如喷丸）最终都是为了使构件的工作应力和残余应力叠加后，实际应力低于临界应力，从而避免应力腐蚀。,据统计，在各类零部件的失效中有80%以上属于疲劳破坏！残余应力对改善低周疲劳抗力一般不会显示出多大的作用，提高疲劳强度是指高周疲劳。,注意：喷丸等表面残余应力的引入同时伴有表面形貌、材料特性和组织结构等方面的变化，难以分离残余应力的单独作用！,10%高氯酸+90%酒精,喷丸应力特别注意的是：喷丸应力并非越大越好！从力的平衡角度来说，有压应力存在，就会有拉应力存在维持体系平衡，在喷丸的次表层存在压应力最大值，但

4、同时也会萌生微裂纹。剥层法测出的应力分布曲线并非真的应力状态，是应力释放后的应力状态！,较正公式是复杂的！其准确性也值的商榷！,第四节 先进残余应力测试方法,中子及各种不同X射线对常见材料强度衰减66%的穿透深度(mm),Powerful SWXRD,谢谢大家！报告中的数据多半来源于物理组各位同事的辛苦测试，向辛苦工作的各位同事表达谢意！,仪器自动或手动对焦针长度,5mm70mm应力云图,5%高氯酸+95%酒精+5ml/200ml甘油电流密度3050A/dm2,短方向：+162MPa,长方向：-154MPa,2#号样，磨削表面,20MPa，与测试误差相同,+40Mpa,?,回火后只有-100MPa,