金属材料产生残余应力的因素

金属材料产生残余应力的因素多种多样，主要包括不均匀的金属金相组织，组织成分的差异，晶体粒子向位的差异，各个组织部位弹性模量之间的差异以及受压时金属材料屈服时间和时限的差异等。

金属材料承受一定的压力时，局部应力会达到屈服极限值，材料局部会出现塑性区域，该区域的应力不会继续增加，但是部分区域的应力还没有达到屈服极限值，该部分区域仍然具有一定的弹性。当金属材料失去承受压力时，塑性区域不能恢复，仅弹性区域材料可以恢复。如果金属材料承受的压力属于拉伸负荷，弹性区域部分的材料恢复过程中会发生收缩但由于收缩过程会受到塑性区域的制约，收缩过程不能自由发挥，此时，弹性区域的金属材料会产生残余拉应力，而与之相反的塑性区域会产生残余压应力。如果金属材料本身受到的压力为压缩负荷，则塑性区域会产生残余拉应力，弹性域的金属材料会产生残余压应力。

金属材料在接受淬火处理时，在热胀冷缩的影响下，金属内部会产生残余热应力。此外，由于金属材料自身会发生相变，也会产生组织应力，组织应力的热应力都属于残余应力的一种。冷却后期的金属材料，中心组织会在冷却的条件下发生收缩，同时由于表层冷却时间较短，中心组织会产生残余拉应力，表面会产生残余压应力。

金属材料在渗碳处理后，表面组织渗碳层出现残余压应力，且压力值比仅仅接受淬火的表面组织压力值高。

金属材料的表层受到滚压、喷丸等冷强化处理后，受到滚子或弹丸的滚碾或冲击时，表层局部会屈服，滚碾压和弹丸冲击的区域发生塑性变形，但表层下的区域仍然具有一定的弹性，在一定程度上制约了塑性变形的自由发展。因此，在冷强化处理后的金属材料表层会产生残余压应力，而表层下的区域会相应出现残余拉应力。

从整体情况来看，金属材料在经过受压、各类表层强化处理以及各种机械加工时，若材料局部组织达到屈服状态，待压力撤去后该部分组织会出现残余应力。当被渗碳、滚压、喷丸、感应淬火、塑性拉伸或镀锡的金属材料为低熔点材料，表层会产生残余压应力；相反为高熔点金属材料时会产生残余拉应力。