加工金属表面残余应力的打下、方向及分布情况就是表面完整性的重要评价指标之一，残余应力是指在外力作用的情况，在物体内保持平衡而存留的应力。本期，佛山同泰升精密五金件加工厂家将详细讲述《金属加工应力产生的原因及措施》。

一、铸造

产生原因

        在加热时钢锭截面上的温度分布是不均匀的，因此钢锭截面个部位的热膨胀也不同；中心温度低，热膨胀小；表面温度高，热膨胀大；中心收到拉力，表面收到阿里，导致各层之间产生内应力；这种由温差产生的内应力称热应力或温度阴历；热应力值的大小取决于温度沿截面的传递情况；加热速度越快、截面面积越大、导热性越差，产生的热应力越大；但热应力超过该温度下钢的强度时，就会产生应力裂纹。

减小和消除铸造应力的措施

        1、合理地设计铸件的结构
        铸件的形状愈复杂，各部分壁厚相差愈大，冷却使温度愈不均匀，铸造应力愈大；因此，在设计铸件时应尽量使铸件形状简单、对称、壁厚均匀；
        2、采用同时凝固工艺
        同时凝固是指采取一些工艺措施，使铸件个部分温差很小，几乎同时进行凝固；因各部分温差小，不易产生热应力和热裂，铸件变形小。
        3、时效处理是消除铸造应力的有效措施
        时效分自然时效、热时效和共振时效等；自然时效是将铸件置于露天场地半年以上，让其内应力消除；热时效又称去应力退火，是将铸件加热到550~650℃，保温2~4小时，随炉冷却至150~200T，然后出炉；共振是将逐渐在其共振频率下振动10~60ndn，以消除铸件中的残留应力。

二、焊接

应力产生的原因

        焊接过程中焊接中产生的内应力和焊接热过程引起的焊剂的形状和尺寸变化，焊接过程的不均匀温度场以及由它引起的局部塑性变形和比容不同的组织是产生焊接应力和变形的根本原因；当焊接引起的不均匀温度场尚未消失时，焊接中的这种应力和变形称为瞬态焊接应力和变形；焊接温度场消失后的应力和变形称为残余焊接应力和变形；

减小和消除焊接应力的措施

        采取合理的焊接顺序，先焊接收缩量大的焊缝；焊接时适当降低焊接的刚度，并在焊件的适当部位局部加热，使焊缝能比较自由地收缩，以减小残余应力；热处理是消除焊接残余应力的常用方法；整体消除应力的热处理效果一般比局部热处理好。

三、锻造

应力产生的原因

        金属在加热过程中，随温度的升高，金属原子的运动能力增强，可锻性明显，但温度过高，变回产生应力缺陷；当金属的加热温度超过其允许的最高加热温度时，奥氏体晶粒会聚集长大，这种现象称为过热；过热使锻件的晶粒粗大，力学性能降低。

减小和消除锻造应力的措施

        应合理确定锻件的始锻温度和终锻温度，加热的始锻温度一般固相线以下100~200℃，以保证金属不发生过热与过烧；终锻温度一般高于金属的再结晶温度50~100℃，以保证锻后再结晶完全，锻件内部得到细晶粒组织，碳素钢和低合金结构的锻造温度范围，一般以铁碳平衡相图为基础，且其终端温度选在高于Ar3点，以表面锻造时相变引起裂纹。

图：佛山同泰升精密五金件加工厂家产品图

四、热处理

应力产生原因

        工件在加热和冷却过程中，由于表层和心部的冷却速度和时间的不一致，形成温差，就会导致体积膨胀和收缩不均而产生应力，即热应力；在热应力的作用下，由于表层开始温度低于心部，收缩也大于心部而使心部受拉，当冷却结束时，由于心部最后冷却体积收缩不能自由进行而使表层受压心部受拉。

减小和消除热处理应力的措施

        为使金属工件具有所需要的力学性能、物理性能和化学性能，除合理选用材料和各种成形工艺外，热处理工艺往往是必不可少的，金属加热时，工件暴露在空气中，常常发生氧化、脱碳，这对于热处理后零件的表面性能有很不利的影响；因而金属通常应在可控气氛或保护气氛中、熔融盐中和真空加热，也可用涂料或包装方法进行保护加热。
        加热温度是热处理工艺的重要工艺参数之一，选择和控制加热温度，是保证热处理质量的主要问题；加热温度随处理的金属材料和热处理的目的不同而异，但一般都是加热到相变温度以上，以获得高温组织。
        冷却液是热处理工艺郭晨中不可缺少的步骤，冷却方法因工艺不同而不同，主要是控制冷却速度；一般退火的冷却熟速度最慢，正火的冷却速度较快，淬火的冷却速度更快，但还因钢种不同而有不同的要求。

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