殘余應力產(chǎn)生：
工件經(jīng)機械加工后，其表面層都存在殘余應力。殘余壓應力可提高工件表面的耐磨性和受拉應力時(shí)的疲勞強度，殘余拉應力的作用正好相反。若拉應力值超過(guò)工件材料的疲勞強度極限時(shí)，則使工件表面產(chǎn)生裂紋，加速工件的損壞。引起殘余應力的原因有以下三個(gè)方面：
( 一 )冷塑性變形引起的殘余應力
在切削力作用下，已加工表面受到強烈的冷塑性變形，其中以刀具后刀面對已加工表面的擠壓和摩擦產(chǎn)生的塑性變形比較突出，此時(shí)基體金屬受到影響而處于彈性變形狀態(tài)。切削力除去后，基體金屬趨向恢復，但受到已產(chǎn)生塑性變形的表面層的限制，恢復不到原狀，因而在表面層產(chǎn)生殘余壓應力。
( 二 )熱塑性變形引起的殘余應力
工件加工表面在切削熱作用下產(chǎn)生熱膨脹，此時(shí)基體金屬溫度較低，因此表層金屬產(chǎn)生熱壓應力。當切削過(guò)程結束時(shí)，表面溫度下降較快，故收縮變形大于里層，由于表層變形受到基體金屬的限制，故而產(chǎn)生殘余拉應力。切削溫度越高，熱塑性變形越大，殘余拉應力也越大，有時(shí)甚至產(chǎn)生裂紋。磨削時(shí)產(chǎn)生的熱塑性變形比較明顯。
( 三 )金相組織變化引起的殘余應力
切削時(shí)產(chǎn)生的高溫會(huì )引表面層的金相組織變化。不同的金相組織有不同的密度，表面層金相組織變化的結果造成了體積的變化。表面層體積膨脹時(shí)，因為受到基體的限制，產(chǎn)生了壓應力；反之，則產(chǎn)生拉應力。
總之，殘余應力即消除外力或不均勻的溫度場(chǎng)等作用后仍留在物體內的自相平衡的內應力。機械加工和強化工藝都能引起殘余應力。如冷拉、彎曲、切削加工、滾壓、噴丸、鑄造、鍛壓、焊接和金屬熱處理等，不均勻塑性變形或相變都可能引起殘余應力。殘余應力一般是有害的，如零件在不適當的熱處理、焊接或切削加工后，殘余應力會(huì )引起零件發(fā)生翹曲或扭曲變形,甚至開(kāi)裂,經(jīng)淬火或磨削后表面會(huì )出現裂紋。殘余應力的存在有時(shí)不會(huì )立即表現為缺陷。當零件在工作中因工作應力與殘余應力的疊加，而使總應力超過(guò)強度極限時(shí)，便出現裂紋和斷裂。零件的殘余應力大部分都可通過(guò)適當的熱處理消除。殘余應力也有有益的方面，它可以被控制用來(lái)提高零件的疲勞強度和耐磨性能。
消除方法：
一、自然時(shí)效
自時(shí)效是通過(guò)把零件暴露于室外，經(jīng)過(guò)幾個(gè)月甚至幾年的時(shí)間，使其尺寸精度達到穩定的一種方法。這種時(shí)效方法早已被普遍采用。大量的試驗研究和生產(chǎn)實(shí)踐證明，自然時(shí)效具有穩定鑄件尺寸精度的良好效果。
二、 熱時(shí)效
1.用的工藝方法就是進(jìn)行消除應力的退火，這種方法的特點(diǎn)就是能夠大幅度的降低構件的殘余應力，尺寸精度穩定。
構件加熱到400－700°C時(shí)，技術(shù)構件即具有相當的單行，同時(shí)具有明顯的塑性，這個(gè)溫度范圍稱(chēng)為彈性轉變溫度。
2.影響熱時(shí)效效果的因素
a. 熱時(shí)效中，退火溫度是影響消除殘余應力效果的重要因素。
b. 熱時(shí)效保溫時(shí)間
c. 熱時(shí)效升溫速度
d. 熱時(shí)效降溫速度
e. 熱時(shí)效爐的溫差
f. 工件在爐中的放置與支撐
三、振動(dòng)時(shí)效法
振動(dòng)時(shí)效的實(shí)質(zhì)是以共振的形式給工件施加附加動(dòng)應力，當附加動(dòng)應力與殘余應力疊加后，達到或超過(guò)材料的屈服極限時(shí)，工件發(fā)生微觀(guān)或宏觀(guān)塑性變形，從而降低和均化工件內部的殘余應力，并使其尺寸精度達到穩定。
其特點(diǎn)有：
1. 投資少
2. 生產(chǎn)周期短
3. 使用方便
4. 適應性強
5. 節約能源，降低成本
6. 機械性能顯著(zhù)提高
7. 符合環(huán)保要求
8. 操作簡(jiǎn)單，易于實(shí)現機械自動(dòng)化。
可避免金屬零件在熱時(shí)效過(guò)程中產(chǎn)生的翹曲變形、氧化、脫碳及硬度降低等缺陷。
四、靜態(tài)過(guò)載法
是以靜力或靜力矩的形式，暫時(shí)加載于構件上，并在這種載荷下保持一段時(shí)間，從而使零件尺寸精度獲得穩定的時(shí)效方法。
用于焊接件時(shí)需要將載荷加大到使原來(lái)應力與附加應力之和接近于材料的屈服極限，才能消除殘余應力。
靜態(tài)過(guò)載法的精度穩定性效果，取決于附加應力的大小及應力下保持時(shí)間。
特別指出，靜態(tài)過(guò)載法處理后構件中仍然保持著(zhù)相當大的殘余應力。
五、熱沖擊時(shí)效法
1970年前后出現的一種新穎的穩定工件尺寸精度的時(shí)效工藝法。
其實(shí)質(zhì)就是將工件進(jìn)行快速加熱，使加熱過(guò)程中造成的熱應力正好與殘余應力疊加，超過(guò)材料的屈服極限引起塑性變形，從而使原始殘余應力很快松弛并穩定化。
六、 聲波時(shí)效法
超聲波時(shí)效法首先在前蘇聯(lián)誕生，并在發(fā)達國家得到推廣，該方法起先主要應用于船舶、核潛艇、航空航天等對消除應力非常嚴格的軍事領(lǐng)域。但是由于超聲波法只能解決構件表層一定深度內的應力問(wèn)題，所以相對應用環(huán)境較窄，且成本頗高。
七、其它方法爆炸法、打壓法、錘擊、噴丸、滾壓等。噴丸強化是行之有效、應用廣泛的強化零件的手段，噴丸的同時(shí)也改變了表面殘余應力狀態(tài)和分布，而噴丸產(chǎn)生的殘余壓應力又是強化機理中的重要因素。
13581588593
