在机械加工过程中，残余应力普遍存在，严重影响构件的加工精度和尺寸稳定性、静强度、疲劳强度，甚至引起腐蚀开裂。但由于其直观性差和不易检测等因素，往往被人们忽视。

实际上，残余应力的存在易导致突发性破坏且后果往往十分严重，特别是当其存在于承力件和转动件上时，可能会带来重大事故。研究残余应力，对避免其带来的危害、延长工件使用寿命、缩短企业制造成本，具有积极作用。本文将就残余应力的检测及消除方法进行讲解，以供读者参考。

残余应力检测方法

残余应力的检测方法有很多，根据其测试过程对被测构件是否产生破坏，可以分为机械检测法和无损检测法。

机械测量法是将被测试工件的一部分去除，局部残余应力得到释放从而产生相应的应变和位移，根据相关力学原理可以计算出工件残余应力，比如盲孔法、环芯法、剥层法等。其中盲孔法使用最成熟。

无损测量法分为X 射线法、磁性法和超声法等，主要是通过物理光学和核物理技术来测量材料内部的物理常量(如晶格常数)在应力场中的变化，来间接算出物体内部残余应力值的方法。

在各种无损检测残余应力的方法中，X 射线衍射法被公认为是最精确可靠和方便快捷的，对被测工件不会造成任何损伤和破坏。

不同阶段残余应力检测的价值

由于锻、轧、铸毛坯的成型过程与工艺方法、工艺参数等因素，残余应力几乎存在于工艺的每个流程。任何阶段产生塑性流动(塑性变形)都会导致零件中残余应力的状态发生变化。因此，在各个阶段进行残余应力检测，有利于把控工件制造的整体质量，便于发现变形原因。

比如毛坯阶段，加工工艺定型后，毛坯残余应力的大小和分布规律直接影响最终加工完成后零件的尺寸变形。同批次零件毛坯的应力水平和一致性是加工合格率的关键。这个阶段进行应力检测，可从基本上发现问题，以免残次毛坯再加工，造成巨大浪费。

在工件加工阶段，残余应力检测可以在制造早期发现可能有缺陷的部件，并有效缩短识别问题的时间和重新制造部件的成本。对于一些创新性强的公司来说，甚至可以根据残余应力检测建立数据库，根据大数据，发现不同应力值对工件的影响规律，实时准确监控组件中的应力，以此了解何时制造设备需要维护甚至更换刀具等。

在工件加工制造过程中测量残余应力，另一个好处是能够优化工艺顺序，以便使成品部件中具有最佳的残余应力状态。许多热处理过程可以缓解或消除零件的应力，如果在高应力操作之前可以进行热处理，则可能更好地减少或消除部件中的翘曲现象。

工件服役阶段，残余应力检测同样具有很高的价值。工件投入使用后，应力可能会有所消退。在日常维护期间，对高负载应力的零件进行检测，可以有效评估零件寿命，进行失效评估，长此以往，自然可以根据应力自然值判断是否需要维修或更换零件。

总结

残余应力是工件变形、断裂、疲劳寿命的重要原因，为保证工件生产的合格率及精密度，残余应力检测必不可少。一旦检测出残余应力值过高或不均，需采用相应的时效进行消除或均化。更多残余应力相关知识，欢迎关注公众号号：应力与变形控制。