殘餘應力是指在沒有對物體施加外力時，物體內部存在的保持自相平衡的應力系統。它是固有應力或內應力的一種。

產生殘餘應力的機理：

各種機械加工工藝如鑄造、切削、焊接、熱處理、裝配等都會產生不同程度殘餘應力。

一、機械加工引起的殘餘應力

二、溫度不均勻引起的殘餘應力

這種殘餘應力的產生主要有以下兩種原因：第一是由於溫度不均勻造成局部熱塑性變形；第二是由於相變引起的體積膨脹不均勻造成局部塑性變形。

三、構件尺寸公差引起的殘餘應力

在焊接、鉚接、螺釘連接時往往有公差配合問題。如船體分段對接時必須將對接鋼板拉到一起，這些由外力拉到一起而組合的結構，當外力去除後，整個系統就出現了殘餘應力。這種應力一般來說屬於結構應力，大多數情況下處於彈性狀態。

殘餘應力的影響

金屬構件（鑄件、焊接件、鍛件），在加工過程中，產生殘餘應力，高者在屈服極限附近。構件中的殘餘應力大多數表現出很大的危害作用；如使構件的強度降低、降低工件疲勞極限、造成應力腐蝕和脆性斷裂，由於殘餘應力的鬆弛，使構件產生變形，影響了構件的尺寸精度。因此降低和消除構件的殘餘應力，就顯得十分必要。

1、對金屬材料屈服極限的影響

如果材料具有拉伸殘餘應力，相當於降低了材料的拉伸屈服極限。如果材料具有壓縮殘餘應力的情況，使拉伸屈服極限提高而壓縮屈服極限降低。

2、殘餘應力對疲勞壽命的影響

人們很早就知道，當受到交變應力的構件存在壓縮殘餘應力時，該構件的疲勞強度會有所提高，而存在拉伸殘餘應力時，其疲勞強度會有所下降。

電鍍處理的殘餘應力由於工藝電流、電鍍液種類、溫度等的不同，使其分佈和量值的差異很大，因此電鍍殘餘應力對疲勞強度的影響變化也很大。多數金屬在電鍍後表面產生拉伸殘餘應力，因此將大大降低疲勞強度。

3、殘餘應力對構件變形的影響

殘餘應力是一個不穩定的應力狀態。當構件受到外力作用時，作用應力與殘餘應力的相互作用，使某些局部呈現塑性變形，截面內應力重新分配，當外力作用去除時整個構件將要發生變形。所以殘餘應力明顯地影響著加工後的構件精度。

4、殘餘應力對金屬脆性破壞的影響

殘餘應力是作為初始應力存在於構件內，特別是拉伸殘餘應力與作用拉應力疊加而加速了脆性破壞。

5、殘餘應力對應力腐蝕開裂的影響

金屬與周圍介質的接觸而產生化學作用所引起的破壞稱做腐蝕。如果在發生腐蝕的同時還有應力的作用，則會加速腐蝕破壞，這就是應力腐蝕開裂。它的特點是：一是拉應力與腐蝕共存。二是由於材料成分和組織不同、介質不同等，對應力腐蝕的敏感性也不同。有時在不發生腐蝕的介質中，有些金屬在應力作用下也發生應力腐蝕現象。三是在應力腐蝕開裂過程中，首先出現點蝕，再逐步擴展成裂紋，裂紋的擴展主要是沿著最大主應力垂直的方向進行，在微觀上是沿著材料晶界或穿過晶粒進行。

殘餘應力的消除方法

1、錘擊法

利用鋼錘錘擊工件殘餘應力聚集的部位，使工件接受錘擊的金屬表面受到錘擊的壓應力，發生局部的塑性變形，從而減小殘餘應力的峯值，改善和均衡工件原有殘餘應力的分佈，避免工件的脆性破壞。

這種方法特別適合與焊接件，且在焊接加工場合應用廣泛，對衝壓件使用不多。

2、振動時效法

利用專有設備使工件在專用設備的週期性外力作用下發生共振，使工件內部的微觀組織晶粒發生滑移和晶內孿生，從而削減殘餘應力的峯值，改善和均衡工件原有的殘餘應力的分佈。

這種方法在一小時內可以消除約50%的殘餘應力或削減約50%殘餘應力的峯值，是使用最普遍的方法之一，處理效率高，節約成本，但最大缺點是不能完全消除工件內聚集的殘餘應力。

華雲機電振動時效設備可以有效降低鑄造應力峯值均化應力防止後期變形

3、熱處理時效

是傳統的消除殘餘應力的方法，又稱為人工時效。它藉助熱處理設施，將工件由室溫緩慢、均勻加熱至600℃左右，並在此溫度保溫4-8h，而後溫度緩慢冷卻到120℃以下，再出爐冷卻至室溫。

這種方法消除殘餘應力的效果很好，消除速度快、充分，是至今最實用的方法之一。

4、自然時效

是將工件放置於室外，任其「風餐宿露」，在靜置過程中釋放和消除殘餘應力。

這種方法不適用於工業化大批量生產的產品。但是，對於高價值和高精度設備的關鍵部件，則採用人工時效+自然時效的方法較為普遍。

5、焊接應力消除

焊接中.焊縫處溫度迅速升高，體積膨脹。熱影響區溫度低，阻礙焊縫膨脹，結果焊縫處產生壓應力，熱影響區產生拉應力。但此時焊縫處於塑性狀態，焊縫被壓應力墩粗，鬆弛了此應力。

焊後冷卻時，熱影響區冷卻速度快，很快進入彈性狀態，焊縫處溫度高，處於塑性狀態。這時焊縫收縮，較熱影響區收縮慢，焊縫阻礙熱影響區收縮，焊縫仍受壓應力，影響區受拉應力。但焊縫處於塑性狀態，焊縫的塑性墩粗，鬆弛了此應力。

華雲機電豪克能焊接應力消除設備有效消除焊接殘餘應力80%以上延長焊接結構壽命防止焊接變形

6、機械加工應力消除的方法

在切削加工後採取一些處理措施，也可以對已加工表面的殘餘應力進行調整，表面強化處理就是目前較常用的方法之一。表面強化處理工藝是通過對零件表面的冷擠壓使之發生冷態塑性變形，從而提高其表面硬度、強度，並形成表面殘餘壓應力的加工工藝。豪克能技術正是一項結合金屬在常溫下具有塑形流動性特點的金屬強化技術，能夠實現硬度耐磨性的提升，而且加工過後可以預置殘餘壓應力，減少微觀缺口效應，增強疲勞強度，延長工件的使用壽命；除此之外，可以實現光潔度2-3個級別的提升，增大材料之間的接觸面積，配合性質更穩定！

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切削加工表面殘餘應力的產生是機械應力和熱應力共同作用下引起的不均勻塑性變形的結果，對零件的使用性能和壽命有著直接的影響。在實際生產過程中，需要針對錶面層殘餘應力產生的原因以及影響因素，通過綜合運用本文介紹的工藝手段，以及合理選擇切削參數、刀具等，可以有效地調整和消除已加工表面的殘餘應力。

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