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残余应力(机械加工残余应力产生的原因)

残余应力(机械加工残余应力产生的原因)

残余应力(机械加工残余应力产生的原因)


残余应力是指去掉外力后,物体内存在应力的现象。已加工表面产生残余应力的原因:


一、机械应力的作用

切削层的一部分厚度受刃口钝圆部分的挤压,成为已加工表面变质层,使表面层产生压缩应力。切削后,内部材料趋于弹性恢复,受表层的阻碍,表层产生拉应力;与此同时,后刀面与已加工间产生很大磨擦,使表层产生拉应力;切削后则表层呈压应力。机械应力引起的残余应力,在表层究竟是压应力,还是拉应力,取决于前、后刀面对已加工表面形成变形的大小。


二、切削热的作用

切削热使表层温度升高、体积膨胀,由于时间短而传热慢,因而内层温度低、阻碍表面膨胀,致使表层产生压应力;切削后,表层散热快而收缩,而内部散热慢阻碍表层收缩,使表层受拉应力。


三、相变引起的体积变化

切削温度600-800摄氏度。碳钢在720摄氏度时,就会发生相变形成奥氏体,冷却后变为马氏体。马氏体的体积比奥氏体的体积大,表层的体积膨胀,受里层阻碍使表层呈压应力状态。当切削淬火钢时,若表面退火,马氏体转变为托氏体或索氏体,使表层体积缩小,表层会呈拉应力状态。

已加工表面,最后呈那种状态,是各种因素综合作用的结果。一般说,表面呈压应力有利,而拉应力不利。