Page 17 - 理化检验-物理分册2018第四期

DOI : １０．１１９７３ / lh jy Ｇwl２０１８０４００１

三类内应力之间的关系及其对疲劳的作用

白 涛 ,何家文 ２
１
( １． 昌宇应力技术( 上海) 有限公司,上海 ２００１２２ ; ２． 西安交通大学,西安 ７１００４９ )
摘 要: 系统阐述了三类内应力的分类和内在关系, 指出除了业内熟知的残余应力外, 微观应力
尤其是第二类内应力亦具有重要的工程应用价值, 并给出了第二类内应力可能的测试手段———聚
焦离子束( FIB ) 微创法, 最后分别对三类内应力对材料疲劳性能的影响及作用进行了详细的分析
和阐述.
关键词: 内应力;残余应力;微观应力;聚焦离子束( FIB );疲劳

中图分类号: N３４ 文献标志码: A 文章编号: １００１Ｇ４０１２ ( ２０１８ ) ０４Ｇ０２３３Ｇ０６
Relationshi pofThreeT yp esofInternalStressesandTheirEffectsonFati g ue

１
BAITao , HEJiawen ２
( １．Chan gy uStressTechnolo gy ( Shan g hai ) Ltd． , Shan g hai２００１２２ , China ;
２．Xi ’ anJiaoton gUniversit y , Xi ’ an７１００４９ , China )

Abstract : Theclassificationandinternalrelationsofthethreet yp esofinternalstressesweres y stematicall y
described．Itisp ointedoutthatinadditiontothewellＧknownresidualstressesintheindustr y , the microsco p ic
stress , es p eciall y thesecondt yp eofinternalstress , alsohasim p ortanten g ineerin ga pp licationvalue．A p ossible
method — thefocusedionbeam ( FIB ) minimall y invasivemethodformeasurin gthesecondt yp eofinternalstress
wasg iven．Finall y , theeffectsofthethreet yp esofinternalstressesonthefati g uep ro p ertiesofthematerialswere
anal y zedandelaboratedindetail．
Ke y words : internalstress ; resudialstress ; microstress ; focusedionbeam ( FIB ); fati g ue

在生产、 处理和加工过程中, 由于材料的局部区 步简化形成概念为: 谱线位移与应力有关, 谱线展宽
域产生了不均匀的塑性变形, 必 然会产生内应力. 与强度有关.
内应力存在于材料内部并自身保持平衡, 通常将内 实际上, 笔者认为三类内应力对材料疲劳性能
应力分成宏观应力和微观应力两类.宏观应力即残 的影响中, I类应力和 II类应力可以叠加并起直接
余应力, 微观应力包含II类和III类应力, 提及时具 作用, 以位错密度为代表的 III类应力从测量到表
体指哪一种应力常有不同认识.由于以往谱型分析 征均不确定, 对疲劳的作用也应视情况而定.为此,
发表了大量文献, 形成的观念是微观应力源于点阵 笔者首先理清了三类内应力之间的关系, 然后分别
缺陷和位错密度, 也即III类应力, 只有讨论相间应 讨论了其对疲劳的作用.
力时才涉及II类应力, 据此认为II类应力只在少数
１ 三类内应力之间的关系
材料中出现, III类应力则普遍存在.上述观点应用
在工程上就成为: I类残余应力导致谱线位移, III类 １．１ 定义
应力与位错密度和晶粒度有关, 使谱线展宽.进一 １９３５ 年达维金科夫按照引起 X 射线衍射效应
的不同将内应力分成三类: 第 I类应力在宏观尺寸
范围内平衡, 引起 X 射线衍射谱线位移; 第 II类应
收稿日期: ２０１８Ｇ０１Ｇ０３
作者简介: 白 涛( １９８４－ ), 男, 博士, 主要从事内应力测试与分
力在晶粒尺寸范围内平衡, 使谱线展宽; 第III类应
析、 材料失效分析、 微损检测和热处理工艺等方面的研究
力在单位晶胞内平衡, 使衍射强度下降 [ １ ] .这样定
通信作者: 何家文( １９３３－ ), 男, 教 授, 主 要 从 事 X 射 线 应 力 分
义一方面是未说清楚三类内应力之间的关系, 另一
析、 金属材料强度和等离子体表面工程研究, j whe＠x j u．edu．cn
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