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。

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。