Page 174 - 数值模拟驱动的高温合金热加工技术

Numerical Simulation Driven Hot Working Technology for High-temperature Alloys
数值模拟驱动的高温合金热加工技术

区残余拉应力，根据需要还可以在焊接区造成残余压应力。⑧其他方法，打压法、
锤击、喷丸、滚压等。喷丸强化是行之有效、应用广泛的强化零件的手段，喷丸
的同时也改变了表面残余应力状态和分布，而喷丸产生的残余压应力又是强化机

理中的重要因素。上述方法中外机械拉伸（压缩）法可达 90% 左右，恒温时效
法 10%~35%，振动消除法 20%~70%，深冷处理法 25%~83%。因此，现有工艺
技术与方法尚无法从根本上消除合金结构件锻件毛坯中的残余应力。
（三）残余应力的测定与评估

实际生产中，准确把握构件的残余应力的分布十分必要，一般可通过计算或
直接实验测定得到。欲了解构件残余应力的分布，特别是一些比较复杂构件的残
余应力分布，采用计算方法有时将遇到种种困难，如有时因缺乏材料的一些机械
性质与物理性质的有关信息而导致计算工作无法进行。因此，采用实验测试方法

是有实用意义的。
残余应力的测试方法很多，按其对于被测构件是否具有破坏性而言，可分为
有损检测（包括部分损坏检测法和全部损坏检测法）与无损检测两大类。
1. 无损检测法

有损检测法主要有钻孔法、取条法、切槽法、环芯法、剥层法、剖面法与裂
纹法，目前应用最多的是钻孔法和环芯法，该方法是部分或全部的去掉测点周围
的材料组织即去掉了对该点的约束，使应力全部或部分释放。实际操作中是将预
测构件，利用机械加工的方法（如钻孔等），使其因释放部分应力而产生相应的

位移与应变，观测这些位移或应变。经换算，得知构件加工处原有的应力。因此，
这种测试方法又称为机械测试法或应力释放法。
（1）钻孔法
钻孔法在我国又称为小孔法或盲孔法经多人的研究与改进，现在已经发展成

为一项比较成熟的通过钻小孔测量构件残余应力的方法和技术。其基本思想是在
具有残余应力的构件上钻一小孔，使孔的领域内由于部分应力释放而产生相应的
位移和应变，测量这些位移或应变，经换算得到转孔处的原有的应力。它在工程
上得到广泛应用，其最大特点是对试件损伤小，甚至不影响构件的正常使用。假

定一块各向同性的平板中存在某一残余应力，若钻一小孔，孔边的径向应力下降
为零，孔区附近应力重新分布，该应力的变化称为释放应力。由应变计感受其应
变，应变计离孔边愈近，则感受的应变愈大，灵敏度也愈高。通常表面残余应力

158