冲压成型不锈钢板消除残余应力试验方案
不锈钢 热处理后 残余应力
不锈钢热处理后残余应力不锈钢是一种具有良好耐腐蚀性能的金属材料，广泛应用于各个领域。
然而，在一些特定条件下，不锈钢可能会出现残余应力的问题。
残余应力是指在材料内部存在的无外力作用下的应力状态。
热处理是一种常用的方法，用于改变不锈钢的组织结构和性能，然而它也可能引起残余应力的产生。
热处理过程中，不锈钢材料经过加热、保温和冷却等工艺步骤，以改变其晶粒尺寸、晶体结构和相变等。
这些变化会导致材料内部出现应力分布的不均匀性，从而形成残余应力。
残余应力的大小和分布与热处理工艺参数、材料本身的性质以及冷却速度等因素密切相关。
残余应力对不锈钢的性能和使用寿命有着重要的影响。
首先，残余应力可能导致不锈钢材料的变形和破裂。
当应力超过材料的强度极限时，就会引起塑性变形或断裂。
其次，残余应力还会影响不锈钢的耐腐蚀性能。
高应力状态下的不锈钢更容易受到腐蚀和应力腐蚀开裂的影响，从而降低了其使用寿命。
为了解决不锈钢热处理后的残余应力问题，可以采取以下措施。
首先，调整热处理工艺参数。
通过改变加热温度、保温时间和冷却速度等参数，可以控制不锈钢的组织结构和残余应力的分布。
其次，采用适当的冷却介质。
选择合适的冷却介质可以调节冷却速度，从而影响残余应力的大小和分布。
此外，还可以进行后续的应力释放处理，如退火或回火，以减小不锈钢的残余应力。
除了热处理工艺参数的调整外，还可以通过改变不锈钢的材料组成和结构设计来减小残余应力的产生。
合理选择合金元素的含量和添加方式，可以改善不锈钢的组织结构和力学性能，从而减小残余应力的大小。
此外，在结构设计上采用合理的几何形状和连接方式，也可以降低残余应力的产生。
不锈钢热处理后的残余应力是一个需要重视的问题。
合理调整热处理工艺参数、选择适当的冷却介质、进行后续的应力释放处理以及优化材料组成和结构设计等措施，可以有效减小残余应力的大小和分布，提高不锈钢的性能和使用寿命。
在实际应用中，需要根据具体情况进行综合考虑和选择，以确保不锈钢材料的稳定性和可靠性。
金属复合材料的残余应力消除方法
金属复合材料的残余应力消除方法
1. 热处理法呀，就好像给金属复合材料来一场舒适的“温泉浴”！你想想，把它放进特定温度的环境中，让那些残余应力慢慢跑掉。
比如说汽车的零部件，经过热处理后，就能更稳定可靠啦！
2. 机械拉伸法呢，这就像是给它做个“伸展运动”。
用力拉一拉，让材料舒展一下，残余应力不就减少啦。
像那些金属板材，经常就用这种方法呢！
3. 振动时效法呀，好比给它来个持续不断的“按摩”。
通过振动让残余应力松懈下来。
就好比你累了一天，做个按摩就轻松多了，是不是？像一些大型的金属结构件就特别适合用这个方法呢！
4. 自然时效法，就像是让金属复合材料享受一段“悠闲时光”。
把它放着，慢慢等时间发挥魔力，残余应力就会渐渐消失啦！你看一些不太着急用的金属制品就会用这种哦！
5. 超声冲击法，如同给它来一场“声波洗礼”。
利用超声的力量，冲击掉残余应力。
很多精密仪器的金属部分就靠这个来保障性能呢！
6. 滚压强化法，这不就是给它来个“塑形之旅”嘛！通过滚压让材料更结实，残余应力也随之减少。
像一些轴类零件常用的就是这个办法呀！
7. 豪克能时效法，你可以理解成是给金属复合材料来一个“高级疗养”。
它能有效地消除残余应力，让材料焕发新活力。
一些高质量要求的金属制品就常用这个神奇的方法呢！
我觉得呀，这些方法都各有千秋，具体得根据实际情况来选择，才能让金属复合材料发挥出最佳性能呢！。
冲压成型不锈钢板消除残余应力试验方案
冲压成型不锈钢板消除残余应力试验方案一、残余应力检测方法目前应用最多、理论最成熟的残余应力检测方法主要是钻孔应变释放法和X 射线衍射法。
1、钻孔应变释放法其原理为：在有残余应力的工件表面某点钻一个小孔，则孔边的径向应力下降为0，孔区附近应力重新分布。
通过测量钻孔之前在该点放置的三向应变计的应变，进行相应计算得到该点的残余应力。
这种方法要求钻孔的孔深远小于工件厚度，且孔深为孔径的1~1.2倍，不适于公司冲压成型不锈钢板（以后简称“工件”）残余应力的测量。
2、X射线衍射法X射线检测残余应力的依据是根据弹性力学及X射线晶体学理论。
316L不锈钢具有面心立方晶体学结构，可选用此法。
其特点是：（1）理论成熟，测量精度高，测量结果准确、可靠。
与其他方法相比，X射线衍射法在应力测量的定性定量方面有令人满意的可信度。
（2）X射线对材料的透射深度十分小，测定的表面层深度仅为10-35um，因此测定的是材料表面的应力状态，不会改变材料的状态，属于无损测量。
目前高校大多都可用X射线衍射法来检测，收费标准大约为300元/点。
二、残余应力消除方法通常调整或消除残余应力的方法有：自然时效、热时效、振动时效、静态过载法、热冲击时效、爆炸法和超声波时效法等。
经论证，适合公司工件的时效方法主要是热时效法。
热时效原理：热时效是传统的时效方法，利用热处理中的退火技术，将工件加热-保温-缓慢冷却至室温。
在热作用下通过原子扩散及塑性变形使内应力消除。
在实际生产中，通常可以消除残余应力的70~80%。
缺点：不锈钢热时效时，最担心的是加热导致碳化物沉积形成贫铬区，导致晶间腐蚀的发生。
尽管316L不锈钢碳含量极少（≤0.03%），但其被加热或缓慢冷却经过敏化温度（450~850℃）并且在此温度范围长时间使用时，也会发生晶间腐蚀。
因此制定初步试验方案为：1）低温热时效：将工件分别在350℃、400℃保温4~6小时，然后缓冷，考察峰值残余应力消除情况。
消除残余应力的方法
消除残余应力的方法消除残余应力是指在材料或结构中消除由外力引起的剩余应力，主要通过热处理方法实现。
1. 淬火和回火：淬火是将材料快速冷却到室温以下，使其形成马氏体结构，从而产生较高的表面硬度和残余应力。
回火是将材料在较低温度下加热一段时间，然后冷却，以减轻残余应力。
淬火和回火可以有效地消除大部分残余应力，提高材料的强度和韧性。
2. 热拉伸：热拉伸是通过加热材料到高温，然后进行拉伸，再冷却，以消除残余应力。
热拉伸方法可以使材料在不引起形变的情况下，通过热膨胀来消除应力。
3. 冷加工：冷加工是指通过塑性变形来改变材料的结构和性能，以消除残余应力。
冷加工可以通过压下、弯曲、拉伸、轧制等方式进行，可以有效地减轻残余应力。
4. 喷丸处理：喷丸处理是通过高速飞沙或高压水流冲击材料表面，以消除表面残余应力。
喷丸处理可以有效地改善材料的表面质量和耐蚀性，并减轻残余应力。
5. 超声波处理：超声波处理是将超声波能量传输到材料中，通过超声波的机械振动作用消除残余应力。
超声波处理可以迅速、均匀地改变材料的结构和性能，从而消除残余应力。
6. 磁性退火：磁性退火是通过在材料中施加高频电磁场，使材料的分子磁化方向改变，从而消除残余应力。
磁性退火可以在材料表面产生逆磁场，从而减轻残余应力。
7. 残余应力分析：通过应力测量、有限元分析或光学方法来分析和识别残余应力的分布和特征，从而采取相应的消除措施。
残余应力分析可以帮助确定消除残余应力的最佳方法，并指导材料或结构的设计和制备。
总之，消除残余应力的方法多种多样，可以根据具体情况选择合适的方法。
热处理、热拉伸、冷加工、喷丸处理、超声波处理、磁性退火和残余应力分析是常用的方法，可以有效地消除残余应力，提高材料或结构的性能和可靠性。
消除应力热处理作业指导书
消除应力热处理作业指导书1．范围1.1 本守则规定了膨胀节产品的消除应力热处理基本程序和要求。
1.2 本守则适用于膨胀节压制简体和成形的膨胀节消除应力热处理工序。
2．规范性引用文件下列文件中的条款，通过本标准的引用而成为本标准的条款，凡是注明日期的引用文件，其随后所有的修改单(不包括勘误的内容)或修订版均不适用于本标准，然而，鼓励根据本标准达成协议的各方研究是否使用这些文件的最新版本，凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用本规程。
质技监局锅发[1999]154号《压力容器安全技术监察规程》GBl50-1998《钢制压力容器》JB/T4709-2000《钢制压力容器焊接工艺规程》GBl6749《压力容器波形膨胀节》3．工艺规范3.1 工艺曲线3.2 常用材料消除应力热处理温度及保温时间参见相关材料标准的推荐温度。
3.3 焊件进炉时炉内温度不得高于400℃。
焊件出炉时，炉温不得高于400℃，出炉后应在静止的空气中冷却。
3.4 升温速度最大不得超过PWHT 5000δ℃/h ，且不得超过200℃/h ，最小可为50℃/h 。
降温速度最大不得超过PWHT 6000δ℃/h ，且不得超过260℃/h ，最小可为50℃/h 。
4．工艺操作4.1 消除应力热处理应在焊接工作全部结束并检测合格后，于压制成形或在压力试验前进行。
奥氏体不锈钢压制的波纹管、膨胀节一般不进行焊后消除应力热处理，工艺或客户有特殊要求的按工艺处编制的热处理工艺卡执行。
4.2 消除应力热处理应尽可能采取整体热处理。
4.3 装炉时，工件距炉门不得小于****毫米，距炉墙不得小于****毫米，加热炉对炉温应能控制，对工件不得产生过度氧化和有害影响。
4.4 装炉时需要将工件垫平、垫稳。
工件之间保持一定距离，不要靠紧。
若需垛装时，上下工件之间要用垫板垫起。
垫板厚度要大于*******毫米，上下垫板必须平行对正。
4.5 对于直径较大、壁厚较薄的筒体，内部没有支承圈或固定塔板时，应适当在内部支承，以防加热时变形。
超声波冲击消除钢结构桥梁焊接残余应力的试验研究_刘小渝
第29卷,第5期 中国铁道科学Vo l 129No 152008年9月 CH INA RAILWAY SCIEN CESeptember,2008文章编号:1001-4632(2008)05-0046-05超声波冲击消除钢结构桥梁焊接残余应力的试验研究刘 小 渝(重庆交通大学土木建筑学院,重庆 400074)摘 要:根据重庆市江津观音岩长江大桥各梁段和锚拉板的施工制作工艺,以足尺比例制作3个索梁锚固区域锚拉板与工字型截面主梁的连接试件,进行超声波冲击消除钢结构桥梁焊接残余应力的试验研究。
结果表明:焊接后,各焊缝存在着相当大的焊接残余应力,很多焊缝平行焊缝长度方向的焊接残余应力在300M P a (拉应力)以上。
实施超声波冲击后,熔透角焊缝X 方向的焊接残余应力平均下降50%以上,Y 方向平均下降60%以上;丁字型接头焊缝X 方向的焊接应力平均下降8917%,Y 方向平均下降9615%;有些测点的焊接残余应力从拉应力变为压应力。
可见,超声波冲击可大幅度削减焊缝的焊接残余应力的峰值(尤其是对高焊接残余应力的焊缝),并能使焊接应力的分布更趋合理化,明显改善锚拉板区域的受力状态,有利于提高焊缝的疲劳强度。
关键词:钢结构桥梁;锚固区域;焊缝;焊接残余应力;超声波冲击 中图分类号:U 448136;U 4451583 文献标识码:A收稿日期:2007-09-22;修订日期:2008-07-16 作者简介:刘小渝(1955)),女,重庆人,教授。
在大跨径钢结构桥梁中,构件间的连接区域是此类结构中的重要部位,起着传递构件间内力的作用。
例如:钢结构斜拉桥的锚拉板区域就起着连接主梁和斜拉索的作用,桥梁的巨大上部结构荷载经主梁由它传递给斜拉索,进而依次传递到桥塔、桥墩、基础和地基上。
由于桥梁结构中构件的连接区域往往局部构造复杂,连接的板件多,焊缝密集且施工难度较大,因此,在焊接完成后,通常焊缝区域存在相当大的焊接残余应力。
焊接残余变形的矫正及残余应力的消除
焊接残余变形的矫正及残余应力的消除1.焊接残余变形的矫正方法（1）机械矫正法机械矫正法是利用机械力的作用来矫正变形。
图3—136 所示为工字梁焊后的机械矫正。
低碳钢结构可在焊后直接应用此法矫正。
对于一般合金结构钢的焊接结构，焊后先行消除应力处理，才能进行机械矫正。
否则，不仅矫正困难，而且容易产生断裂。
薄板波浪变形的机械矫正应锤打焊缝区的拉应力段。
因为拉伸应力区的金属经过锤打被延伸了，即产生了塑性变形，从而减小了对薄板边缘的压缩压力，矫正了波浪变形。
在锤打时，必须垫上平锤，以免出现明显的锤痕。
（2）火焰矫正法火焰矫正法是用氧—乙炔火焰或其他气体火焰（一般采用中性焰），以不均匀加热方式引起结构的某部位变形，来矫正原有的残余变形。
具体方法是∶将变形构件的局部（变形处伸长的部分）加热到600~800℃，此时钢板呈褐红色（适宜低碳钢），然后让其自然冷却或强制冷却，使之冷却后产生收缩变形，从而抵消原有的变形。
火焰加热的方式有以下3种∶1）点状加热矫正图3—137 所示为点状加热矫正钢板和钢管的实例。
图3—137a 所示为钢板（厚度在8 mm 以下）波浪变形的点状加热矫正，其加热点直径d一般不小于15 mm。
点间距离L随变形量的大小而变，残余变形越大，/越小，一般在50～100 mm 范围内变动。
为提高矫正速度和避免冷却后在加热处出现小泡突起，往往在加热完1个点后，立即用木锤敲打加热点及其周围，然后浇水冷却。
图3—137b 所示为钢管弯曲的点状加热矫正。
加热温度为800℃，加热速度要快，加热一点后迅速移到另一点加热。
采用同样方法加热并自然冷却1~2次，即能校直。
2）线状加热矫正火焰沿着直线方向移动同时在宽度方向上进行横向摆动，形成带状加热，称为线状加热。
图3—138 所示为线状加热的几种形式。
在线状加热矫正时，加热线的横向收缩大于纵向收缩，加热线的宽度越大，横向收缩也越大。
所以，在线状加热矫正时要尽可能发挥加热线横向收缩的作用。
不锈钢应力腐蚀测试标准
不锈钢应力腐蚀测试标准一、试验条件1. 试验环境：试验应在干燥、无尘、无强烈震动和电磁干扰的环境中进行。
2. 温度和湿度：试验温度应在25℃±5℃范围内，湿度应控制在50±10%。
3. 试验介质：试验介质应根据实际应用环境选择，如3.5%NaCl溶液、海水等。
4. 试验周期：应力腐蚀试验周期应根据产品应用条件和实际需要确定，一般不少于72小时。
二、试样准备1. 试样材料：试样应采用不锈钢材料，表面应光滑、无划痕、无毛刺。
2. 试样尺寸：试样尺寸应符合相关标准要求，一般应为100mm×100mm×3mm。
3. 试样预处理：试样在试验前应进行打磨、清洗等预处理，以去除表面污染物和氧化层。
4. 应力加载：试样应进行应力加载，加载方式可采用拉伸应力、压缩应力或弯曲应力等，加载量应根据实际应用情况确定。
三、试验溶液1. 溶液配制：根据试验要求选择合适的腐蚀介质，如3.5%NaCl溶液、海水等，并按照相关标准配制。
2. 溶液维护：试验过程中应定期更换试验溶液，以保持其浓度和性质稳定。
3. 溶液温度控制：试验过程中应控制试验溶液的温度在规定范围内，以保证试验结果的准确性。
四、试验程序1. 将试样放入试验溶液中，保持垂直状态。
2. 启动试验设备，使试样在设定的应力条件下进行腐蚀试验。
3. 记录试样的腐蚀过程，如裂纹产生时间、裂纹扩展情况等。
4. 定期检查试样表面状态，如出现裂纹应记录其尺寸、位置等信息。
5. 在试验周期结束后取出试样，清洗干净并晾干。
五、试验结果评估1. 观察试样表面状态，评估裂纹数量、长度、深度等信息。
2. 对试样的力学性能进行检测，如拉伸强度、屈服强度等。
3. 分析裂纹产生的原因，如应力集中、材料缺陷等。
4. 根据试验结果评估不锈钢材料的耐应力腐蚀性能。
冲压成型不锈钢板消除残余应力试验方案
冲压成型不锈钢板消除残余应力试验方案试验方案：冲压成型不锈钢板消除残余应力1.引言不锈钢板的冲压成型过程中会产生残余应力，若不予以处理，会严重影响不锈钢板的性能和使用寿命。
因此，对不锈钢板的残余应力进行消除试验是非常必要的。
本试验旨在确定一种有效的消除不锈钢板残余应力的方法。
2.试验目标确定一种适用于不锈钢板的残余应力消除方法，以降低不锈钢板的残余应力水平，提高其性能和使用寿命。
3.试验步骤3.1材料准备选取常用的不锈钢板作为试验材料，并保证其表面无明显缺陷和腐蚀。
3.2不锈钢板冲压成型采用标准的冲压工艺对不锈钢板进行冲压成型，包括模具选择、冲床调试等步骤。
在冲压成型过程中，记录冲压力、速度等关键参数。
3.3残余应力测量使用残余应力测量仪器（如微应力计）对冲压成型后的不锈钢板进行残余应力的测量。
测量位置需覆盖整个冲压区域，并针对不同方向（例如冲床方向和垂直于冲床方向）进行测量。
3.4消除残余应力的方法选择综合考虑不锈钢板的结构特点和加工条件，选择适当的残余应力消除方法。
常用的方法包括热处理、冷加工、表面处理等，根据实际情况选择最佳的消除方法。
3.5消除残余应力试验按照选择的消除方法对不锈钢板进行试验处理。
试验过程中，记录处理的温度、时间、压力等关键参数，并及时进行残余应力的测量。
重复试验多次，以获得更准确的消除效果。
3.6残余应力再测量经过消除处理后的不锈钢板，再次使用残余应力测量仪器进行残余应力的测量。
对比处理前后的残余应力，评估消除效果。
4.数据分析与结果对试验过程中所得到的数据进行分析，包括冲压成型参数、残余应力测量数据以及消除残余应力后的测量数据。
根据数据分析结果，评估所选择的消除方法的效果，并得出结论。
5.试验注意事项5.1在试验过程中，要保证试验环境的稳定，避免因环境变化导致结果的误差。
5.2冲压过程中需要严格按照工艺要求进行操作，确保冲压参数的准确性。
5.3消除方法的选择应该综合考虑不锈钢板的结构特点和加工条件，确保所选择的方法可行性和有效性。
钢板生产中残余应力释放方法的探讨
钢板生产中残余应力释放方法的探讨
钢板的生产存在着残余应力，一旦钢板处于高温的状态下，残余应力就会发生
释放，从而对物料形变造成不利影响。
因此，释放残余应力成为了钢板的重要环节。
可以采用两种方法来释放钢板的残余应力，一是外加一定的拉力，二是冷却到
室温。
采用外加拉力的方法，需要将钢板简单变形，使残余应力直接消除，同时可以保证其原有层状构造不变；冷却的方法是将钢板从加工温度冷却到室温，使金属层化合物前后变小，在钢板中内生自释放残余应力。
同时，释放残余应力的过程中也应注意做好温度控制，保持层状构造完整，避
免夹持层的裂纹增大的情况发生，以确保钢板的力学性能。
此外，机台上需要采用自动供料，自动调整夹持装置，即可实现释放残余应力，从而保证钢板生产效率，保证产品质量。
综上所述，释放钢板残余应力有外加拉力和冷却的方法，期间应当注意温度控制，调整钢板夹持装置，确保钢板的结构和性能，且可以采用自动化供料系统提高钢板生产效率。
冲压成型不锈钢板消除残余应力试验方案
冲压成型不锈钢板消除残余应力试验方案试验目的：冲压成型后的不锈钢板中会存在一定的残余应力，该应力会影响产品的力学性能和耐腐蚀性。
因此，本试验旨在探究不同消除残余应力方法对冲压成型不锈钢板的效果，为优化冲压工艺提供参考。
试验原理：残余应力主要是由于冲压成型时，材料受到弯曲、拉伸和压缩等力的影响而引起的。
消除残余应力的方法可以通过热处理、机械处理和冷却等方式进行。
试验方案：1.样品准备：选择厚度为2mm的不锈钢板作为试件。
将试件切割成长宽均为100mm 的矩形形状，并进行表面打磨，确保试件表面平整。
2.消除残余应力方法选择：选取三种常用的消除残余应力方法：热处理、机械处理和冷却处理。
3.热处理方法：将试件放置在热处理炉中，加热到700°C，并保持30分钟。
然后将试件急冷至室温。
重复该过程3次，以确保消除残余应力。
4.机械处理方法：使用涂有润滑剂的球形滚子进行滚压处理。
将试件夹紧在滚轮之间，将滚轮以一定的速度滚动在试件表面，直到试件表面达到期望的平整度。
5.冷却处理方法：将试件放入冷却介质中，冷却介质可以选择冷水或液氮。
根据试验需要，可以控制冷却时间和冷却速度等参数。
6.实验组设置：将试件分为四组，每组采用一种处理方法。
并设置一个对照组，即不进行任何处理，用于对比分析。
每组样品均重复三次，以得到平均值。
7.实验参数记录和分析：记录每组样品在不同处理方法下的残余应力值，并进行统计和分析。
可以使用应力分析仪等测试设备来测量样品的残余应力。
8.结果对比：比较各组样品的残余应力值，找出消除残余应力效果较好的处理方法。
同时，可以观察不同处理方法对试件表面质量的影响。
9.结果分析和结论：根据实验结果进行数据分析和统计，在实验报告中给出对于冲压成型不锈钢板消除残余应力的最佳方法，并提出相应的改进建议。
10.安全注意事项：在进行热处理和冷却处理时，需注意防护措施，避免受伤和火灾。
在进行机械处理时，需要注意操作规范，避免发生事故。
不锈钢去应力退火
7
由感应加热原理设计的不锈钢去应力退火主要由变频电 源和电磁感应器组成。和其它加热炉比较，优势明显。 如升温速度快，加热时间短，能成倍提高生产率；能与 其它工艺设备组成连续的生产线；加热效率高达60~75%， 较火焰加热效率20%、电阻炉加热效率40%高出许多；感 应加热过程不产生烟气和烟尘，节能与环保；自动化程 度高，特别适合毛坯形状简单，品种少，产量大的产品 零件生产。因其诸多的优势，正在快速的淘汰利用火焰 加热和电阻加热的装置，大量用于热成型，毛坯锻造、 热冲压、热挤压轧制等热加工行业。它充分利用的是许 多产品通过金属加热到一定温度，具有可塑性的特点， 然后再利用各种方式使金属轧制成希望的形状。
不锈钢去应力退火
内容大纲
Table of Contents
1
2
不锈钢去应力退火简介
不锈钢去应力退火技术
3
不锈钢去应力退火案例
2
不锈钢去应力退火简述
Click here to add your title
3
不锈钢去应力退火简介
去应力退火又称低温退火 （或高温回火），这种退 火主要用来消除铸件，锻 件，焊接件，热轧件，冷 拉件等的残余应力。 如果这些应力不予消除， 将会引起钢件在一定时间 以后，或在随后的切削加 工过程中产生变形或裂纹。
6
任何工件在热处理过程中,只要有相变,热应力和组织应力都 会发生。只不过热应力在组织转变以前就已经产生了，而 组织应力则是在组织转变过程中产生的,在整个冷却过程中, 热应力与组织应力综合作用的结果,就是工件中实际存在的 应力。这两种应力综合作用的结果是十分复杂的,受着许多 因素的影响,如成分、形状、热处理工艺等。就其发展过程 来说只有两种类型,即热应力和组织应力,作用方向相反时二 者抵消,作用方向相同时二者相互迭加。不管是相互抵消还 是相互迭加,两个应力应有一个占主导因素,热应力占主导地 位时的作用结果是工件心部受拉,表面受压。组织应力占主 导地位时的作用结果是工件心部受压表面受拉。
不锈钢消除焊接应力
摘要：为了消除超大不锈钢焊接底板的残余应力,研究了采用振动时效(VSR)的方法消除焊接残余应力。
应用JB / T5926 - 91标准对振动时效工艺进行了定性的评价。
通过对焊后和振动时效后底板焊缝上残余应力的对比测量,全面地、定量地了解振动时效工艺对残余应力的变化及最终的应力状况的影响,了解了VSR工艺的可行性和有效性,从而实现替代热时效工艺目标。
要害词：振动时效,不锈钢,残余应力0引言金属构件在锻压、切削、铸造、焊接等加工过程中,由于受力或受热不均匀,内部产生不均匀的塑性形变,加工完后,都存在残余应力。
残余应力是金属构件开裂或变形的重要原因,极大地影响金属构件的疲惫强度和尺寸精度的稳定性。
消除残余应力是机械加工行业一项十分重要的任务。
传统的消应力工艺主要是热时效(热处理) ,对大型构件,热时效需要庞大的焖火炉,烧煤或用电,处理一批金属件要2～7天,故投资大,能耗大,效率低,轻易产生新的变形,材料强度下降。
振动时效(VSR)就是通过施加振动方法降低或均化构件内的残余应力,从而提高构件的使用强度,减小变形及稳定尺寸的精度。
与传统的热时效方法相比,它可以在极短的时间内减小构件的残余应力,不需搬动工件,也不产生氧化皮或锈皮。
振动时效以其工艺简单方便、适用性强等突出特点而受到广泛应用。
振动时效是一种常温时效工艺,它可使金属结构的焊接残余应力峰值降低,分布均化,从而提高尺寸稳定性。
因此,振动时效可以替代以尺寸稳定性为目标的热时效。
对于有抗氧化要求、有低温相变的材料以及超大型、易产生热处理变形的构件,振动时效具有热处理无法比拟的优势。
研究的拼焊不锈钢板,由于材料有抗氧化要求,而且体积庞大,假如采用传统的热时效(热处理)工艺进行焊接残余应力消除,需要在超大的热处理炉内进行,还要气体保护,代价高昂。
因此,我们采用了振动时效工艺替代传统的热处理时效工艺,对不锈钢底板进行消除焊接残余应力研究。
1时效构件处理的构件是一大型实验装置的底板,材料是超低碳不锈钢304L,整个圆形底板直径为7. 6m,由五块不锈钢板采用埋弧焊拼焊而成(见图5) ,板厚度均为75mm,板上开有27个安装孔,包括一个中心孔。
表面残余应力测试方法汇总
表面残余应力测试方法由于X射线的穿透深度极浅，对于钛仟金仅为5pm,所以X射线法是一种二维平而残余应力测试方法。
现在暂泄选择钛靶，它与钛合金的晶面匹配较好。
（110）晶面一、试样的表面处理X射线法测左的是试件的表而应力，所以试件的表面状况对测量结果也有很大的影响。
试件表而不应有油污、氧化皮或锈蚀等；测试点附近不应被碰、擦、刮伤等。
（1）一般可以使用有机溶剂（汽油）洗去表而的油泥和脏污。
（2）去除氧化皮可以使用稀盐酸等化学试剂（根据试样选择合适浓度，如Q235钢用10% 的硝酸洒精溶液浸蚀5min）o（3）然后依据测试目的和测试点表而实际情况，正确进行下一步的表面处理。
如果测虽的是切削、磨削、喷丸、光整、化铳、激光冲击等工艺之后的表面应力，以及其它表而处理后引起的表而残余应力，则绝不应破坏原有表而不能进行任何处理，因上述处理会引起应力分布的变化，达不到测量的目的。
必须小心保护待测试样的原始表而，也不能进行任何磕碰、加工、电化学或化学腐蚀等影响萄师应力的操作°对于粗糙的表而层，因凸出部分释放应力，影响应力的准确测量，故对表而粗糙的试样，应用砂纸磨平，再用电解抛光去除加工层，然后才能测定。
（5）若被测件的表而过于粗糙，将使测得的应力值偏低。
为了提高试件的表而光洁度，又不产生附加产力，比较好的办法是电解抛光法。
该法还可用于去除表而加工层或进行试件表层剥除。
（6）若单纯为了进行表层剥除，亦可以用更为简单的化学腐蚀法，较好的腐蚀剂是浓度为40%的（90%H202+10%HF）的水溶液。
但化学腐蚀后的表而光洁度不如电解抛光。
为此可在每次腐蚀前用金相砂纸打磨试件表面，但必须注意打磨的影响层在以后的腐蚀过程中应全部除去。
二、确定测量材料的物相，选定衍射晶面。
被测量的衍射线的选择从所研究的材料的衍射线谱中选择哪一条（hkl）而干涉线以及相应地使用什么波长的X射线是应力测左时首先要决泄的。
当然事先要知道现有仪器提供的前提条件：一是仪器配置了哪几种靶材的x射线管，它决立了有哪几个波长的辐射可以选用；二是测角仪的28范围。
消除残余应力去应力方法(振动时效处理)
金属焊接应力消除设备、振动时效仪机、振动时效设备、应力消除设备、震动时效处理机、时效震动仪、金属剩余应力消除专家、超声波消除应力设备、超声冲击设备、外表加工设备、应力检测仪、应力应变检测仪器、内应力钻孔测试法、焊接应力消除设备、时效处理机器、剩余应力消除专家、金属时效处理最正确设备在工件的铸造、焊接、锻造、机械加工等制造过程中，工件内部会产生剩余应力。
剩余应力的存在必然会导致工件变形、开裂，严重影响了工件的尺寸稳定性，降低工件的疲劳寿命。
传统的时效处理方法是自然时效和热时效。
但自然时效消费周期长、积压资金、占用场地；热时效又受退火温度、升降温时间速度、时效炉的温差等各种因素的影响，且投资宏大。
随着科技的开展，对时效果求越来越高。
振动时效由于时效效果好、对工件的尺寸稳定性强、经济实用、投资少、节能显著等特点，逐渐取代传统的自然时效和热时效，越来越广泛的应用于理论中。
三种时效工艺效果比照图项目自然时效热时效振动时效应力消除率10%左右30—80%30—60%尺寸稳定性好较差较好时效本钱占场地、占资金150—300元/吨10元/吨时效周期一般半年以上20—60小时一小时内环境保护无污染污染较严重无污染抗变形才能较好比时效前降低较好时效变形量可忽略不计较大可忽略不计工件适应性几乎任何工件受尺寸、材质限制几乎任何工件工序安排须在精加工前须在精加工前任何工序之间振动时效源自于敲击时效。
通过专用设备使工件在固有频率下产生共振，使周期性的动应力与剩余应力叠加，使工件部分产生塑性变形而释放应力。
从而降低和均化工件内部的剩余应力，使工件尺寸精度到达稳定。
产品简介：一.BN-I 神州系列频谱振动时效系统1.全国独有的频谱谐波式剩余应力消除系统，兼具低/高频时效，亚共振时效于一体。
2.全自动科学的动态跟踪功能，科学合理扫描工件的共振谐波峰值，并给出断定方案。
3.自动选择适宜的谐波振动频率、并进展自动频率分析，合理安排时效加工时间，使剩余应力的消除和均化更彻底，时效效果更明显。
冲击压痕法在残余应力测定中的应用
测试点
压痕法
(σL /σC) 2) / MPa
射线法
环芯法
盲孔法
1
18/ - 6
-
7. 5/ 18
-
2
- 29/ - 21
-
- 27/ 15
-
3
- 34/ 86
66/
- 62/ - 13. 5
-
4
/ - 40
-
- 11/ 7
/ - 31
5
4/ 78
/ - 17
16/ 25
-
6
/ 32
/ - 43
20/ 17
压痕法轴向 盲孔法切向 机加切环法 试样号
应力/ MPa 应力/ MPa 应力/ MPa
备注
1
41
2
38
4
22
5 56 (端面径向)
6
50
7
32
- 20. 5 - 31
11
转子
34
水电大轴内环
12
叶轮内环
41
25 Cr2 Ni4 Mo V
-
钢转子材料
-
试板
从实测情况来看 ,冲击压痕法在测试时要注意 以下几个问题 :
(1) 实际工件的硬度都是在一定的范围内分 布 ,而机械式冲击装置施加的力是一定的 ,这就影响 到压痕尺寸的一致性 ,因为冲击压痕法测定残余应
理化检验 - 物理分册
王庆光等 :冲击压痕法在残余应力测定中的应用
表 3 冲击压痕法与环芯法 、射线法和 盲孔法残余应力测试对比1)
Tab. 3 Comparison impact indentation met hod wit h ring met hod , X2ray diff ractio n and hole2drill met hod
(推荐)残余应力的产生与消除
残余应力的产生、释放与测量一、残余应力的产生产生残余应力的原因归结为三类：一是不均匀的塑性变形;二是不均匀的温度变化；三是不均匀的相变。
根据产生残余应力机理的不同，可将其分为热应力和组织应力，车轴热处理后的残余应力是热应力与组织应力的综合作用结果。
由于构件内、外部温度不均，引起材料的收缩与膨胀而产生的应力称为“热应力”。
热应力是由于快速冷却时工件截面温差造成的，淬火冷却速度与工件截面尺寸共同决定了热应力的大小。
在相同冷却介质的情况下，淬火加热温度越高、截面尺寸越大、钢材热导率和线膨胀系数越大，均能导致淬火件内外温差增大，热应力越大。
而加工过程中，由工件内外组织转变的时刻不同多引起的内应力成为“组织应力”。
淬火时，表层材料先于内部开始马氏体的相变，并引起体积膨胀，由于表层的体积膨胀受到未转变的心部的牵制，于是在试样表层产生压应力，心部产生拉应力。
随着冷却的进行，心部体积膨胀有收到表层的阻碍。
随着心部马氏体相变的体积效应逐渐增大，在某个瞬间组织应力状态暂时为零后，式样的组织应力发生反向，最终形成表层为拉应力而心部为压应力的应力状态。
组织应力大小与钢的含碳量、淬火件尺寸、在马氏体转变温度范围内的冷却速度、钢的导热性及淬透性、加热温度、保温时间等因素有关。
二、残余应力的释放针对工件的具体服役条件，采取一定的工艺措施，消除或降低对其使用性能不利的残余拉应力，有时还可以引入有益的残余压应力分布，这就是残余应力的调整问题。
通常调整残余应力的方法有：①自然时效把工件置于室外，经气候、温度的反复变化，在反复温度应力作用下，使残余应力松弛、尺寸精度获得稳定。
一般认为，经过一年自然时效的工件，残余应力仅下降2%～10%，但工件的松弛刚度得到了较大地提高，因而工件的尺寸稳定性很好。
但由于时效时间过长，一般不采用。
②热时效热时效是传统的时效方法，利用热处理中的退火技术，将工件加热到500～650℃进行较长时间的保温后再缓慢冷却至室温。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
冲压成型不锈钢板消除残余应力试验方案
一、残余应力检测方法
目前应用最多、理论最成熟的残余应力检测方法主要是钻孔应变释放法和X 射线衍射法。
1、钻孔应变释放法
其原理为：在有残余应力的工件表面某点钻一个小孔，则孔边的径向应力下降为0，孔区附近应力重新分布。
通过测量钻孔之前在该点放置的三向应变计的应变，进行相应计算得到该点的残余应力。
这种方法要求钻孔的孔深远小于工件厚度，且孔深为孔径的1~1.2倍，不适于公司冲压成型不锈钢板（以后简称“工件”）残余应力的测量。
2、X射线衍射法
X射线检测残余应力的依据是根据弹性力学及X射线晶体学理论。
316L不锈钢具有面心立方晶体学结构，可选用此法。
其特点是：
（1）理论成熟，测量精度高，测量结果准确、可靠。
与其他方法相比，X射线衍射法在应力测量的定性定量方面有令人满意的可信度。
（2）X射线对材料的透射深度十分小，测定的表面层深度仅为10-35um，因此测定的是材料表面的应力状态，不会改变材料的状态，属于无损测量。
目前高校大多都可用X射线衍射法来检测，收费标准大约为300元/点。
二、残余应力消除方法
通常调整或消除残余应力的方法有：自然时效、热时效、振动时效、静态过载法、热冲击时效、爆炸法和超声波时效法等。
经论证，适合公司工件的时效方法主要是热时效法。
热时效原理：
热时效是传统的时效方法，利用热处理中的退火技术，将工件加热-保温-缓慢冷却至室温。
在热作用下通过原子扩散及塑性变形使内应力消除。
在实际生产中，通常可以消除残余应力的70~80%。
缺点：
不锈钢热时效时，最担心的是加热导致碳化物沉积形成贫铬区，导致晶间腐蚀的发生。
尽管316L不锈钢碳含量极少（≤0.03%），但其被加热或缓慢冷却经过敏化温度（450~850℃）并且在此温度范围长时间使用时，也会发生晶间腐蚀。
因此制定初步试验方案为：
1）低温热时效：
将工件分别在350℃、400℃保温4~6小时，然后缓冷，考察峰值残余应力消除情况。
如果低温热时效效果不好，则继续进行高温热时效。
2）高温热时效
将工件分别在500℃、600℃保温2小时；在700℃、800℃和900℃保温1小时，然后缓冷，考察应力消除情况。
三、残余应力消除效果评定
工件去应力处理后，对其消除效果进行评定。
主要测试两个方面的内容。
1、残余应力消除程度：对处理后的工件再次测试残余应力，计算其消除程度。
2、热时效处理后工件性能测试：主要测试其接触电阻、腐蚀性能、表面形貌等
的变化。