德標彎頭表面層的殘余應力

外部載荷去除后，德標彎頭表面層及其與基體材料的交界處仍殘存的互相平衡的彈性應力，這種 應力即表面層殘余應力 。

( 1 ) 冷態塑性變形引起的殘余應力 。在切削力作用下 ，已加工表面產生強烈的塑性變形 ，表面層金屬比體積增大 ，體積膨脹，受到與它相連的里 層金屬的阻 止，因此，表面層產生 殘余壓應力 ，里層產生殘余拉應力 。當刀具從被加工表面上切除金屬時 ，由于后刀面的 擠壓和摩擦作用 ，加大了 表面層伸長的塑性 變形。表面層的伸長變形受 到基體金屬的限制 ，也在表面層產生了殘余壓應力。

( 2 ) 熱態塑性 變形引 起的殘余應力 。德標彎頭已加工表面在切 削熱作用下產生熱膨脹，此時金屬基體溫度較低 ，因此表層 產生熱壓應力。當切削 過程結束 時，表面溫 度下降 。由于表層已 產生熱塑性變形 ，要收縮受到基體的 限制，故而產生殘余 拉應力。磨削溫度越高 ，熱塑性變形 越大 ，殘余拉應力也越大，有時甚至產生裂紋。

( 3 ) 金相組織變化引起的殘余應力 。切削時產生的高 溫會引 起表面層金 相組織 變化 。不同的金相組織有不同的 密度 ，馬氏體密度 p ,,,  = 7. 75  g/cm3, 奧氏體密度 PA   = 7. 96  g/ cm3   , 珠光體密度 p p  = 7. 78 g/cm3, 鐵素體密 度 Pr    = 7. 88  g/ cm3  。 以悴火鋼磨削 為例 ，悴火鋼原 來的 組織是馬氏體，磨削加工后，因高 溫表面可能 產生回火 ，馬氏體變為接 近珠 光體的屈氏體或索氏 體，密度增大而體積減小 ，產生殘余拉應力。如果表 面溫度超過 A 勺 ，冷卻 又充 分，則表層又將成為馬氏體（一薄層二次悴火層），體積膨脹，產生殘余壓應力 。

綜上所述，機械加工后表面層的殘余應力是由冷態塑性變形、熱態塑性變形和金相組織變化 這三方面原因引起的綜合結果。在一定條件下 ，其中某一種或兩種原因可能起主導作用。如在切削加工中切削 熱不高，表層以 冷態塑性 變形 為主 ，此時表面層產生 殘余壓應力 。在磨削 時起主導作用的是“熱” ，常以相變和熱塑性 變形為主，所以表面層產生殘余拉 應力。