¿Cuáles son las causas del estrés residual y sus medidas?

Tanto el proceso de mecanizado como el de refuerzo pueden provocar tensiones residuales. Como estirado en frío, doblado, corte, laminado, granallado, fundición, forjado, soldadura y tratamiento térmico de metales, etc., la tensión residual puede ser causada por una deformación plástica desigual o un cambio de fase.

La tensión residual es generalmente dañina. Por ejemplo, después de un tratamiento térmico, soldadura o corte inadecuado de piezas, la tensión residual hará que las piezas se deformen, se tuerzan o incluso se agrieten. O pueden aparecer grietas en la superficie después del enfriamiento o molienda.

La existencia de tensión residual a veces no se manifiesta inmediatamente como un defecto. Cuando la tensión total excede el límite de resistencia debido a la superposición de la tensión de trabajo y la tensión residual durante la operación, se producirán grietas y fracturas. La mayor parte de la tensión residual en las piezas se puede eliminar mediante un tratamiento térmico adecuado. La tensión residual a veces tiene aspectos beneficiosos. Puede controlarse para mejorar la resistencia a la fatiga y al desgaste de las piezas.

Los métodos habituales para ajustar la tensión residual son:

1. El calentamiento, es decir, el tratamiento de templado, utiliza el efecto de relajación térmica de la tensión residual para eliminar o reducir la tensión residual.

2. Aplique una carga estática para provocar una deformación plástica total o parcial de la pieza de trabajo, o incluso una deformación plástica de microáreas, y también se puede ajustar la tensión residual de la pieza de trabajo. Por ejemplo, después de soldar un recipiente a presión grande, se aplica presión en su interior, lo que se denomina "abultamiento", lo que provoca una ligera deformación plástica de la junta soldada para reducir la tensión residual de la soldadura.

3. El envejecimiento por vibración se llama Vibration Stress Relief en inglés, o VSR para abreviar. A nivel internacional, los países industrialmente desarrollados iniciaron la investigación y la promoción en el decenio de 1950, y mi país inició la investigación y la promoción en el decenio de 1970.

4. Martillado, granallado, laminación, etc. El granallado es un método eficaz y ampliamente utilizado para fortalecer piezas. El granallado también cambia el estado y la distribución de la tensión residual de la superficie, y la tensión de compresión residual generada por el granallado es un factor importante en el mecanismo de fortalecimiento.

Información ampliada

Métodos de medición de tensión residual

Los métodos de medición de tensión residual se pueden dividir en dos categorías: con pérdidas y no destructivos. El método de prueba destructivo es el método de liberación de tensiones, que también puede denominarse método mecánico; el método no destructivo es el método físico. El método mecánico más utilizado en la actualidad es el método de perforación (método de agujero ciego), seguido del método de núcleo anular para determinados objetos.

El método físico más utilizado es la difracción de rayos X. Otros métodos físicos principales incluyen la difracción de neutrones, el método magnético y el método ultrasónico. El método de difracción de rayos X se basa en el principio de la difracción de rayos X, concretamente la ley de Bragg. La ley de Bragg establece una relación definida entre el ángulo de difracción que se puede medir macroscópicamente con precisión y el espaciado interplanar en el material.

La deformación elástica correspondiente a la tensión en el material debe caracterizarse por el cambio relativo del espaciado interplanar. Cuando hay tensión σ en el material, su espacio entre planos cristalinos d debe cambiar con la orientación relativa del plano cristalino y la tensión. Según la ley de Bragg, el ángulo de difracción 2θ también cambiará en consecuencia. Por lo tanto, es posible obtener la tensión σ midiendo el cambio en el ángulo de difracción 2θ con diferentes orientaciones del plano cristalino.

Desde aquí se puede ver que el principio de medición de la tensión mediante difracción de rayos X está maduro. Después de más de medio siglo, la investigación sobre métodos de medición ha sido profunda y extensa en el país y en el extranjero. y se han comparado la tecnología y los equipos de prueba. Perfecto, no solo se puede estudiar en el laboratorio, sino que también se puede aplicar a varias piezas de trabajo reales, incluida la medición in situ de piezas de trabajo grandes.

Enciclopedia Baidu-Estrés residual