金屬材料在外力作用下發(fā)生塑性變形后會(huì)有殘余應(yīng)力出現(xiàn)!而只發(fā)生彈性變形時(shí)卻不會(huì)產(chǎn)生殘余應(yīng)力。這是因?yàn)榻饘僭谕饬ψ饔孟碌淖冃问遣痪鶆虻?，有的部位變形量大，而有的部位小，它們相互之間又是互相牽連在一起的整體，這樣在變形量不同的各部位之間就出現(xiàn)了一定的彈性應(yīng)力-----當(dāng)外力去除后這部分力仍然存在，就是所謂的殘余應(yīng)力。

根據(jù)它們存在的范圍可分為：宏觀應(yīng)力、微觀應(yīng)力和晶格畸變應(yīng)力。注意，它們是在一定范圍存在的彈性應(yīng)力。

影響高精度零件質(zhì)量的殘余應(yīng)力主要是在加工過程中產(chǎn)生的。在切削過程中的殘余應(yīng)力由機(jī)械應(yīng)力和熱應(yīng)力兩種外因引起。

機(jī)械應(yīng)力塑性變形是切削力使零件表層金屬產(chǎn)生塑性變形，切削完成后又受到里層未變形金屬牽制而殘留拉應(yīng)力(里層金屬產(chǎn)生殘余壓應(yīng)力)。第三變形區(qū)內(nèi)后刀面與已加工表面的擠壓與摩擦又使表面金屬產(chǎn)生殘余壓應(yīng)力(里層金屬產(chǎn)生殘余拉應(yīng)力)。

如果第一變形區(qū)內(nèi)應(yīng)力造成的殘余應(yīng)力大于第三變形區(qū)內(nèi)產(chǎn)生的殘余應(yīng)力，則機(jī)械應(yīng)力所造成的殘余應(yīng)力表現(xiàn)為殘余拉應(yīng)力。反之，由于機(jī)械應(yīng)力引起的殘余應(yīng)力為殘余壓應(yīng)力。

在機(jī)械應(yīng)力引起零件的殘余應(yīng)力的同時(shí)，切削熱也引起殘余應(yīng)力。切削中表面層金屬受熱膨脹產(chǎn)生的塑性變形受里層低溫金屬阻礙而產(chǎn)生應(yīng)力，在切削后的冷卻過程中，表層金屬體積收縮受里層金屬阻礙而產(chǎn)生殘余拉應(yīng)力。當(dāng)切削溫度高于材料相變溫度產(chǎn)生相變時(shí)，熱變形引起的殘余應(yīng)力會(huì)更大。綜合切削過程中的機(jī)械應(yīng)力與熱應(yīng)力的作用結(jié)果，決定了已加工表面殘余應(yīng)力的大小。

殘余應(yīng)力檢測(cè)方法的發(fā)展

X射線衍射法作為一種無損定量化比較準(zhǔn)確的殘余應(yīng)力測(cè)定方法，廣泛的應(yīng)用在零件加工、設(shè)備制造安裝等質(zhì)量控制環(huán)節(jié)以及失效分析和安全評(píng)估等方面，對(duì)提高產(chǎn)品質(zhì)量、防止產(chǎn)品早期失效等起到了非常重要的作用。

近年來，隨著殘余應(yīng)力測(cè)試設(shè)備制造技術(shù)的快速發(fā)展，長(zhǎng)期以來相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的技術(shù)滯后使得標(biāo)準(zhǔn)與設(shè)備的矛盾愈來愈突出，缺少足夠的設(shè)備檢定技術(shù)依據(jù)，測(cè)試方法無所適從，各實(shí)驗(yàn)室很難進(jìn)行測(cè)試數(shù)據(jù)的比對(duì)和能力驗(yàn)證，實(shí)驗(yàn)室認(rèn)可常常也無法有效進(jìn)行。

2008年，歐盟發(fā)布了新的標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)X射線殘余應(yīng)力測(cè)試的技術(shù)和方法等諸多方面進(jìn)行了更新，上述一些困擾業(yè)界多年的實(shí)際問題得到了比較好的解決，新標(biāo)準(zhǔn)獲得了業(yè)界的一致認(rèn)可。

縱觀我國(guó)最早的X射線應(yīng)力測(cè)定方法標(biāo)準(zhǔn)GB/T 7704-1987及現(xiàn)行的GB/T 7704-2008，其技術(shù)要求過于簡(jiǎn)單，技術(shù)水平較低，主要根據(jù)當(dāng)時(shí)我國(guó)應(yīng)力測(cè)試設(shè)備的制造現(xiàn)狀而制定，無法及時(shí)和國(guó)際先進(jìn)技術(shù)同步。

2012年，在國(guó)家無損檢測(cè)標(biāo)委會(huì)的直接推動(dòng)下，國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)化委員會(huì)批復(fù)同意啟動(dòng)了GB/T 7704-2008的修訂工作，于2015年12月完成了標(biāo)準(zhǔn)的修訂工作，新標(biāo)準(zhǔn)預(yù)計(jì)2017年年底出版發(fā)布實(shí)施。

殘余應(yīng)力的測(cè)定方法多種多樣，如鉆孔應(yīng)變釋放法(GB/T 31310-2014)、全釋放應(yīng)變法(GB/T 31218-2014)、電磁檢測(cè)方法(GB/T 33210-2016)、X射線衍射方法(GB/T 7704-2008)、中子衍射方法(GB/T 26140-2010)、超聲臨界折射縱波檢測(cè)方法(GB/T 32073-2015)、壓痕應(yīng)變法(GB/T 24179-2009)等，這些方法的適用范圍各不相同。

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