微精选

• 变形与翘曲： 应力重新分布或释放（如加工掉部分材料）导致零件形状改变。

• 降低承载能力： 残余拉应力会叠加在工作应力上，可能导致早期屈服或降低疲劳强度。

• 促进开裂： 残余拉应力是导致冷裂纹（如焊接冷裂纹）、应力腐蚀开裂的重要因素。

• 降低尺寸稳定性： 长期服役或环境变化（如温度）下，残余应力可能松弛导致尺寸变化。

• 影响磁性/导电性等物理性能。

为了使零件达到良好的质量状态，应对其残余应力加以控制和利用：

消除残余应力（通常称为“去应力”或“应力释放”）的目标是降低残余应力峰值或使其分布更均匀，从而减少其不利影响。

主要方法：

【1】热处理法：

原理： 高温下材料的屈服强度显著降低，在残余应力作用下发生蠕变和塑性流动，使应力松弛。缓慢冷却避免引入新的热应力。

优点： 效果可靠，能处理复杂形状和内部应力。

缺点： 成本高（能耗、设备、时间长），可能导致工件氧化、脱碳、尺寸变化或力学性能（如硬度）下降。

【2】机械法：

① 振动时效： 对工件施加特定频率和幅值的机械振动（通常在工件的固有频率附近），利用振动能量促使材料内部发生微观塑性变形，使残余应力峰值降低并趋于均匀化。

原理： 振动产生的交变应力与残余应力叠加，在局部超过屈服强度时发生塑性变形，释放应力。

优点： 节能环保、效率高、成本低、操作简便、工件无氧化、尺寸基本不变。

缺点： 效果不如热时效稳定彻底（特别是对于复杂结构或深层应力），需要选择合适的参数（频率、振幅、时间），对设备支撑和夹持有要求，噪音问题。

② 过载法/静态时效： 对工件施加一次或多次接近或略超过材料屈服强度的静载荷，使高应力区域发生塑性变形以释放应力。常用于简单结构（如梁、轴）。

③ 滚压/碾压： 通过滚轮对特定区域（如焊缝）施加压力，引入塑性变形来调整和降低局部残余应力。

④ 喷丸： 虽然主要目的是引入表面压应力，但剧烈的喷丸过程也可能对原有残余应力分布产生调整作用。

【3】热机械法：

热张力矫直： 在加热的同时施加拉伸力，综合了热效应和机械效应来消除应力（如型材、长焊件的矫直）。

自然时效：将工件在自然环境下放置较长时间（数月甚至数年），利用环境温度的自然波动和材料的蠕变特性，使应力缓慢松弛。效果有限且不可控，一般仅作为辅助手段或用于对精度要求不高的场合。

选择哪种方法取决于： 工件材料、尺寸、形状复杂度、残余应力水平与分布、精度要求、成本预算、生产效率等。热时效和振动时效是最主流的两种方法。