铸件残余应力检测及消除

机械零部件和构件在制造时，各种加工工艺（如焊接、锻压、铸造）和热处理工艺等，都会在材料中产生残余应力，有时残余应力的水平会超过材料的屈服极限，过大的残余应力会严重影响机械零部件和构件的疲劳强度、抗应力腐蚀能力和尺寸稳定性，从而影响到他们的使用安全性。

某公司生产的铸件，材料要求抗拉强度大于200MPa，近期孔裂纹数量在不断增多，经检测这些裂纹源都与残余应力有关。

盲孔法测量铸件残余应力的基本原理：假设一个各向同性材料上区域内存在一般状态的残余应力场，在Zui大、Zui小主应力区域表面上粘贴一专用应变花，并在其中心打一小孔，引起孔边应力释放，从而在应变花丝栅区域内产生释放应变，根据应变花测量的释放应变就可以计算出残余应力。

盲孔法测量铸件残余应力的主要步骤

将专用箔式应变花粘贴于被测工件表面，用于测定释放系数A、B值，另外2个应变花对称粘贴在试件的两侧，用于监控加载，使试件产生单向拉伸。

将各个应变片连接到JH-30残余应力检测仪上。

将钻具安装于工件上对准应变花中心。在去应力热处理前，根据铸体裂纹缺陷出现规律，在浇筑位置顶面选取测量点，考虑到各测点之间应有一定的距离，利用结构的对称性，分别在铸体观察窗附近布置5个测点，钻φ1.5mm、深2mm的盲孔，用JH-30残余应力检测仪测量出相关数据进行分析计算。

热处理后在铸体观察窗附近距上次选点50mm处再钻5个点，用JH-30残余应力检测仪测量出相关数据进行分析计算。

测量结果：热处理前后的残余应力检测数据可以看出，铸件不经过热处理，其残余应力值很高，有的点已大于材料要求的200MPa，经过热处理后，处理效果相当明显，保证了材料的力学性能。减少铸件的残余应力后，铸件的机加工性能得到明显改善，且延长了工件的使用寿命，使得机械加工后的缸体铸件具有较好的精度和尺寸稳定性。