应力的产生是因为材料中发生了不均匀的弹性变形或者弹塑性变形造成的。原因来自于三个方面: 冷热变形时沿截面塑性变形不均匀; 零件加热、冷却时,体积内温度分布不均匀; 加热、冷却时,零件界面内相变过程不均匀。
应力的分类
根据德国学者马赫劳赫对应力的分类如下:
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第|类内应力称为残余应力。是存在于较大材料区域范围(很多晶粒范围)内的应力,是各个晶粒数值不等的内应力在很多晶粒范围内的平均值。衍射谱线的位移。
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第||类内应力称为微观应力。是在较小材料其余范围内(一个晶粒或晶粒内)的应力:既可能造成衍射谱线的宽化,也可能造成衍射谱线的位移。
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第|||类内应力称为晶格畸变应力或者超微观应力。存在于极小区域范围内(几个原子间距内)。带来衍射谱线强度的降低。
第|类内应力称为Macrostress,第||类内应力和第|||类内应力称为Microstress。
Macrostress可通过X射线衍射方法根据衍射峰位置的移动测得。Microstress可根据峰宽和峰强的变化通过TOPAS软件拟合得到。
残余应力的释放
残余应力的释放存在内在驱动力。驱动力来源于有残余应力存在的材料都偏离了低能量稳定态。热力学上高能量的组织状态总将趋向于低能量的平衡态。无外载的情况下室温长期保存后机件的残余应力基本没有变化。 残余应力随温度的升高而不断降低。金属材料的加热温度超过再结晶温度时,残余应力完全松弛。静载荷或者循环载荷均可造成残余应力的松弛。
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