冲压成型不锈钢板消除残余应力试验方案
不锈钢 热处理后 残余应力
不锈钢热处理后残余应力不锈钢是一种具有良好耐腐蚀性能的金属材料，广泛应用于各个领域。
然而，在一些特定条件下，不锈钢可能会出现残余应力的问题。
残余应力是指在材料内部存在的无外力作用下的应力状态。
热处理是一种常用的方法，用于改变不锈钢的组织结构和性能，然而它也可能引起残余应力的产生。
热处理过程中，不锈钢材料经过加热、保温和冷却等工艺步骤，以改变其晶粒尺寸、晶体结构和相变等。
这些变化会导致材料内部出现应力分布的不均匀性，从而形成残余应力。
残余应力的大小和分布与热处理工艺参数、材料本身的性质以及冷却速度等因素密切相关。
残余应力对不锈钢的性能和使用寿命有着重要的影响。
首先，残余应力可能导致不锈钢材料的变形和破裂。
当应力超过材料的强度极限时，就会引起塑性变形或断裂。
其次，残余应力还会影响不锈钢的耐腐蚀性能。
高应力状态下的不锈钢更容易受到腐蚀和应力腐蚀开裂的影响，从而降低了其使用寿命。
为了解决不锈钢热处理后的残余应力问题，可以采取以下措施。
首先，调整热处理工艺参数。
通过改变加热温度、保温时间和冷却速度等参数，可以控制不锈钢的组织结构和残余应力的分布。
其次，采用适当的冷却介质。
选择合适的冷却介质可以调节冷却速度，从而影响残余应力的大小和分布。
此外，还可以进行后续的应力释放处理，如退火或回火，以减小不锈钢的残余应力。
除了热处理工艺参数的调整外，还可以通过改变不锈钢的材料组成和结构设计来减小残余应力的产生。
合理选择合金元素的含量和添加方式，可以改善不锈钢的组织结构和力学性能，从而减小残余应力的大小。
此外，在结构设计上采用合理的几何形状和连接方式，也可以降低残余应力的产生。
不锈钢热处理后的残余应力是一个需要重视的问题。
合理调整热处理工艺参数、选择适当的冷却介质、进行后续的应力释放处理以及优化材料组成和结构设计等措施，可以有效减小残余应力的大小和分布，提高不锈钢的性能和使用寿命。
在实际应用中，需要根据具体情况进行综合考虑和选择，以确保不锈钢材料的稳定性和可靠性。
金属复合材料的残余应力消除方法
金属复合材料的残余应力消除方法
1. 热处理法呀，就好像给金属复合材料来一场舒适的“温泉浴”！你想想，把它放进特定温度的环境中，让那些残余应力慢慢跑掉。
比如说汽车的零部件，经过热处理后，就能更稳定可靠啦！
2. 机械拉伸法呢，这就像是给它做个“伸展运动”。
用力拉一拉，让材料舒展一下，残余应力不就减少啦。
像那些金属板材，经常就用这种方法呢！
3. 振动时效法呀，好比给它来个持续不断的“按摩”。
通过振动让残余应力松懈下来。
就好比你累了一天，做个按摩就轻松多了，是不是？像一些大型的金属结构件就特别适合用这个方法呢！
4. 自然时效法，就像是让金属复合材料享受一段“悠闲时光”。
把它放着，慢慢等时间发挥魔力，残余应力就会渐渐消失啦！你看一些不太着急用的金属制品就会用这种哦！
5. 超声冲击法，如同给它来一场“声波洗礼”。
利用超声的力量，冲击掉残余应力。
很多精密仪器的金属部分就靠这个来保障性能呢！
6. 滚压强化法，这不就是给它来个“塑形之旅”嘛！通过滚压让材料更结实，残余应力也随之减少。
像一些轴类零件常用的就是这个办法呀！
7. 豪克能时效法，你可以理解成是给金属复合材料来一个“高级疗养”。
它能有效地消除残余应力，让材料焕发新活力。
一些高质量要求的金属制品就常用这个神奇的方法呢！
我觉得呀，这些方法都各有千秋，具体得根据实际情况来选择，才能让金属复合材料发挥出最佳性能呢！。
冲压成型不锈钢板消除残余应力试验方案
冲压成型不锈钢板消除残余应力试验方案一、残余应力检测方法目前应用最多、理论最成熟的残余应力检测方法主要是钻孔应变释放法和X 射线衍射法。
1、钻孔应变释放法其原理为：在有残余应力的工件表面某点钻一个小孔，则孔边的径向应力下降为0，孔区附近应力重新分布。
通过测量钻孔之前在该点放置的三向应变计的应变，进行相应计算得到该点的残余应力。
这种方法要求钻孔的孔深远小于工件厚度，且孔深为孔径的1~1.2倍，不适于公司冲压成型不锈钢板（以后简称“工件”）残余应力的测量。
2、X射线衍射法X射线检测残余应力的依据是根据弹性力学及X射线晶体学理论。
316L不锈钢具有面心立方晶体学结构，可选用此法。
其特点是：（1）理论成熟，测量精度高，测量结果准确、可靠。
与其他方法相比，X射线衍射法在应力测量的定性定量方面有令人满意的可信度。
（2）X射线对材料的透射深度十分小，测定的表面层深度仅为10-35um，因此测定的是材料表面的应力状态，不会改变材料的状态，属于无损测量。
目前高校大多都可用X射线衍射法来检测，收费标准大约为300元/点。
二、残余应力消除方法通常调整或消除残余应力的方法有：自然时效、热时效、振动时效、静态过载法、热冲击时效、爆炸法和超声波时效法等。
经论证，适合公司工件的时效方法主要是热时效法。
热时效原理：热时效是传统的时效方法，利用热处理中的退火技术，将工件加热-保温-缓慢冷却至室温。
在热作用下通过原子扩散及塑性变形使内应力消除。
在实际生产中，通常可以消除残余应力的70~80%。
缺点：不锈钢热时效时，最担心的是加热导致碳化物沉积形成贫铬区，导致晶间腐蚀的发生。
尽管316L不锈钢碳含量极少（≤0.03%），但其被加热或缓慢冷却经过敏化温度（450~850℃）并且在此温度范围长时间使用时，也会发生晶间腐蚀。
因此制定初步试验方案为：1）低温热时效：将工件分别在350℃、400℃保温4~6小时，然后缓冷，考察峰值残余应力消除情况。
消除残余应力的方法
消除残余应力的方法消除残余应力是指在材料或结构中消除由外力引起的剩余应力，主要通过热处理方法实现。
1. 淬火和回火：淬火是将材料快速冷却到室温以下，使其形成马氏体结构，从而产生较高的表面硬度和残余应力。
回火是将材料在较低温度下加热一段时间，然后冷却，以减轻残余应力。
淬火和回火可以有效地消除大部分残余应力，提高材料的强度和韧性。
2. 热拉伸：热拉伸是通过加热材料到高温，然后进行拉伸，再冷却，以消除残余应力。
热拉伸方法可以使材料在不引起形变的情况下，通过热膨胀来消除应力。
3. 冷加工：冷加工是指通过塑性变形来改变材料的结构和性能，以消除残余应力。
冷加工可以通过压下、弯曲、拉伸、轧制等方式进行，可以有效地减轻残余应力。
4. 喷丸处理：喷丸处理是通过高速飞沙或高压水流冲击材料表面，以消除表面残余应力。
喷丸处理可以有效地改善材料的表面质量和耐蚀性，并减轻残余应力。
5. 超声波处理：超声波处理是将超声波能量传输到材料中，通过超声波的机械振动作用消除残余应力。
超声波处理可以迅速、均匀地改变材料的结构和性能，从而消除残余应力。
6. 磁性退火：磁性退火是通过在材料中施加高频电磁场，使材料的分子磁化方向改变，从而消除残余应力。
磁性退火可以在材料表面产生逆磁场，从而减轻残余应力。
7. 残余应力分析：通过应力测量、有限元分析或光学方法来分析和识别残余应力的分布和特征，从而采取相应的消除措施。
残余应力分析可以帮助确定消除残余应力的最佳方法，并指导材料或结构的设计和制备。
总之，消除残余应力的方法多种多样，可以根据具体情况选择合适的方法。
热处理、热拉伸、冷加工、喷丸处理、超声波处理、磁性退火和残余应力分析是常用的方法，可以有效地消除残余应力，提高材料或结构的性能和可靠性。
消除应力热处理作业指导书
消除应力热处理作业指导书1．范围1.1 本守则规定了膨胀节产品的消除应力热处理基本程序和要求。
1.2 本守则适用于膨胀节压制简体和成形的膨胀节消除应力热处理工序。
2．规范性引用文件下列文件中的条款，通过本标准的引用而成为本标准的条款，凡是注明日期的引用文件，其随后所有的修改单(不包括勘误的内容)或修订版均不适用于本标准，然而，鼓励根据本标准达成协议的各方研究是否使用这些文件的最新版本，凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用本规程。
质技监局锅发[1999]154号《压力容器安全技术监察规程》GBl50-1998《钢制压力容器》JB/T4709-2000《钢制压力容器焊接工艺规程》GBl6749《压力容器波形膨胀节》3．工艺规范3.1 工艺曲线3.2 常用材料消除应力热处理温度及保温时间参见相关材料标准的推荐温度。
3.3 焊件进炉时炉内温度不得高于400℃。
焊件出炉时，炉温不得高于400℃，出炉后应在静止的空气中冷却。
3.4 升温速度最大不得超过PWHT 5000δ℃/h ，且不得超过200℃/h ，最小可为50℃/h 。
降温速度最大不得超过PWHT 6000δ℃/h ，且不得超过260℃/h ，最小可为50℃/h 。
4．工艺操作4.1 消除应力热处理应在焊接工作全部结束并检测合格后，于压制成形或在压力试验前进行。
奥氏体不锈钢压制的波纹管、膨胀节一般不进行焊后消除应力热处理，工艺或客户有特殊要求的按工艺处编制的热处理工艺卡执行。
4.2 消除应力热处理应尽可能采取整体热处理。
4.3 装炉时，工件距炉门不得小于****毫米，距炉墙不得小于****毫米，加热炉对炉温应能控制，对工件不得产生过度氧化和有害影响。
4.4 装炉时需要将工件垫平、垫稳。
工件之间保持一定距离，不要靠紧。
若需垛装时，上下工件之间要用垫板垫起。
垫板厚度要大于*******毫米，上下垫板必须平行对正。
4.5 对于直径较大、壁厚较薄的筒体，内部没有支承圈或固定塔板时，应适当在内部支承，以防加热时变形。
超声波冲击消除钢结构桥梁焊接残余应力的试验研究_刘小渝
第29卷,第5期 中国铁道科学Vo l 129No 152008年9月 CH INA RAILWAY SCIEN CESeptember,2008文章编号:1001-4632(2008)05-0046-05超声波冲击消除钢结构桥梁焊接残余应力的试验研究刘 小 渝(重庆交通大学土木建筑学院,重庆 400074)摘 要:根据重庆市江津观音岩长江大桥各梁段和锚拉板的施工制作工艺,以足尺比例制作3个索梁锚固区域锚拉板与工字型截面主梁的连接试件,进行超声波冲击消除钢结构桥梁焊接残余应力的试验研究。
结果表明:焊接后,各焊缝存在着相当大的焊接残余应力,很多焊缝平行焊缝长度方向的焊接残余应力在300M P a (拉应力)以上。
实施超声波冲击后,熔透角焊缝X 方向的焊接残余应力平均下降50%以上,Y 方向平均下降60%以上;丁字型接头焊缝X 方向的焊接应力平均下降8917%,Y 方向平均下降9615%;有些测点的焊接残余应力从拉应力变为压应力。
可见,超声波冲击可大幅度削减焊缝的焊接残余应力的峰值(尤其是对高焊接残余应力的焊缝),并能使焊接应力的分布更趋合理化,明显改善锚拉板区域的受力状态,有利于提高焊缝的疲劳强度。
关键词:钢结构桥梁;锚固区域;焊缝;焊接残余应力;超声波冲击 中图分类号:U 448136;U 4451583 文献标识码:A收稿日期:2007-09-22;修订日期:2008-07-16 作者简介:刘小渝(1955)),女,重庆人,教授。
在大跨径钢结构桥梁中,构件间的连接区域是此类结构中的重要部位,起着传递构件间内力的作用。
例如:钢结构斜拉桥的锚拉板区域就起着连接主梁和斜拉索的作用,桥梁的巨大上部结构荷载经主梁由它传递给斜拉索,进而依次传递到桥塔、桥墩、基础和地基上。
由于桥梁结构中构件的连接区域往往局部构造复杂,连接的板件多,焊缝密集且施工难度较大,因此,在焊接完成后,通常焊缝区域存在相当大的焊接残余应力。
焊接残余变形的矫正及残余应力的消除
焊接残余变形的矫正及残余应力的消除1.焊接残余变形的矫正方法（1）机械矫正法机械矫正法是利用机械力的作用来矫正变形。
图3—136 所示为工字梁焊后的机械矫正。
低碳钢结构可在焊后直接应用此法矫正。
对于一般合金结构钢的焊接结构，焊后先行消除应力处理，才能进行机械矫正。
否则，不仅矫正困难，而且容易产生断裂。
薄板波浪变形的机械矫正应锤打焊缝区的拉应力段。
因为拉伸应力区的金属经过锤打被延伸了，即产生了塑性变形，从而减小了对薄板边缘的压缩压力，矫正了波浪变形。
在锤打时，必须垫上平锤，以免出现明显的锤痕。
（2）火焰矫正法火焰矫正法是用氧—乙炔火焰或其他气体火焰（一般采用中性焰），以不均匀加热方式引起结构的某部位变形，来矫正原有的残余变形。
具体方法是∶将变形构件的局部（变形处伸长的部分）加热到600~800℃，此时钢板呈褐红色（适宜低碳钢），然后让其自然冷却或强制冷却，使之冷却后产生收缩变形，从而抵消原有的变形。
火焰加热的方式有以下3种∶1）点状加热矫正图3—137 所示为点状加热矫正钢板和钢管的实例。
图3—137a 所示为钢板（厚度在8 mm 以下）波浪变形的点状加热矫正，其加热点直径d一般不小于15 mm。
点间距离L随变形量的大小而变，残余变形越大，/越小，一般在50～100 mm 范围内变动。
为提高矫正速度和避免冷却后在加热处出现小泡突起，往往在加热完1个点后，立即用木锤敲打加热点及其周围，然后浇水冷却。
图3—137b 所示为钢管弯曲的点状加热矫正。
加热温度为800℃，加热速度要快，加热一点后迅速移到另一点加热。
采用同样方法加热并自然冷却1~2次，即能校直。
2）线状加热矫正火焰沿着直线方向移动同时在宽度方向上进行横向摆动，形成带状加热，称为线状加热。
图3—138 所示为线状加热的几种形式。
在线状加热矫正时，加热线的横向收缩大于纵向收缩，加热线的宽度越大，横向收缩也越大。
所以，在线状加热矫正时要尽可能发挥加热线横向收缩的作用。
不锈钢应力腐蚀测试标准
不锈钢应力腐蚀测试标准一、试验条件1. 试验环境：试验应在干燥、无尘、无强烈震动和电磁干扰的环境中进行。
2. 温度和湿度：试验温度应在25℃±5℃范围内，湿度应控制在50±10%。
3. 试验介质：试验介质应根据实际应用环境选择，如3.5%NaCl溶液、海水等。
4. 试验周期：应力腐蚀试验周期应根据产品应用条件和实际需要确定，一般不少于72小时。
二、试样准备1. 试样材料：试样应采用不锈钢材料，表面应光滑、无划痕、无毛刺。
2. 试样尺寸：试样尺寸应符合相关标准要求，一般应为100mm×100mm×3mm。
3. 试样预处理：试样在试验前应进行打磨、清洗等预处理，以去除表面污染物和氧化层。
4. 应力加载：试样应进行应力加载，加载方式可采用拉伸应力、压缩应力或弯曲应力等，加载量应根据实际应用情况确定。
三、试验溶液1. 溶液配制：根据试验要求选择合适的腐蚀介质，如3.5%NaCl溶液、海水等，并按照相关标准配制。
2. 溶液维护：试验过程中应定期更换试验溶液，以保持其浓度和性质稳定。
3. 溶液温度控制：试验过程中应控制试验溶液的温度在规定范围内，以保证试验结果的准确性。
四、试验程序1. 将试样放入试验溶液中，保持垂直状态。
2. 启动试验设备，使试样在设定的应力条件下进行腐蚀试验。
3. 记录试样的腐蚀过程，如裂纹产生时间、裂纹扩展情况等。
4. 定期检查试样表面状态，如出现裂纹应记录其尺寸、位置等信息。
5. 在试验周期结束后取出试样，清洗干净并晾干。
五、试验结果评估1. 观察试样表面状态，评估裂纹数量、长度、深度等信息。
2. 对试样的力学性能进行检测，如拉伸强度、屈服强度等。
3. 分析裂纹产生的原因，如应力集中、材料缺陷等。
4. 根据试验结果评估不锈钢材料的耐应力腐蚀性能。
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冲压成型不锈钢板消除残余应力试验方案
一、残余应力检测方法
目前应用最多、理论最成熟的残余应力检测方法主要是钻孔应变释放法和X 射线衍射法。
1、钻孔应变释放法
其原理为：在有残余应力的工件表面某点钻一个小孔，则孔边的径向应力下降为0，孔区附近应力重新分布。
通过测量钻孔之前在该点放置的三向应变计的应变，进行相应计算得到该点的残余应力。
这种方法要求钻孔的孔深远小于工件厚度，且孔深为孔径的1~1.2倍，不适于公司冲压成型不锈钢板（以后简称“工件”）残余应力的测量。
2、X射线衍射法
X射线检测残余应力的依据是根据弹性力学及X射线晶体学理论。
316L不锈钢具有面心立方晶体学结构，可选用此法。
其特点是：
（1）理论成熟，测量精度高，测量结果准确、可靠。
与其他方法相比，X射线衍射法在应力测量的定性定量方面有令人满意的可信度。
（2）X射线对材料的透射深度十分小，测定的表面层深度仅为10-35um，因此测定的是材料表面的应力状态，不会改变材料的状态，属于无损测量。
目前高校大多都可用X射线衍射法来检测，收费标准大约为300元/点。
二、残余应力消除方法
通常调整或消除残余应力的方法有：自然时效、热时效、振动时效、静态过载法、热冲击时效、爆炸法和超声波时效法等。
经论证，适合公司工件的时效方法主要是热时效法。
热时效原理：
热时效是传统的时效方法，利用热处理中的退火技术，将工件加热-保温-缓慢冷却至室温。
在热作用下通过原子扩散及塑性变形使内应力消除。
在实际生产中，通常可以消除残余应力的70~80%。
缺点：
不锈钢热时效时，最担心的是加热导致碳化物沉积形成贫铬区，导致晶间腐蚀的发生。
尽管316L不锈钢碳含量极少（≤0.03%），但其被加热或缓慢冷却经过敏化温度（450~850℃）并且在此温度范围长时间使用时，也会发生晶间腐蚀。
因此制定初步试验方案为：
1）低温热时效：
将工件分别在350℃、400℃保温4~6小时，然后缓冷，考察峰值残余应力消除情况。
如果低温热时效效果不好，则继续进行高温热时效。
2）高温热时效
将工件分别在500℃、600℃保温2小时；在700℃、800℃和900℃保温1小时，然后缓冷，考察应力消除情况。
三、残余应力消除效果评定
工件去应力处理后，对其消除效果进行评定。
主要测试两个方面的内容。
1、残余应力消除程度：对处理后的工件再次测试残余应力，计算其消除程度。
2、热时效处理后工件性能测试：主要测试其接触电阻、腐蚀性能、表面形貌等
的变化。