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残余应力是指在没有对物体施加外力时，物体内部存在的保持自相平衡的应力系统。它是固有应力或内应力的一种，在一些零件或标准的要求中，需要将应力释放来满足实际使用要求，主要有以下几种方法： 1、锤击法 利用钢锤锤击工件残余应力聚集的部位，使工件接受锤击的金属表面受到锤击的压应力，发生局部的塑性变形，从而减小残余应力的峰值，改善和均衡工件原有残余应力的分布，避免工件的脆性破坏。 这种方法特别适合与焊接件，且在焊接加工场合应用广泛，对冲压件使用不多。 2、振动时效法 利用专有设备使工件在专用设备的周期性外力作用下发生共振，使工件内部的微观组织晶粒发生滑移和晶内孪生，从而削减残余应力的峰值，改善和均衡工件原有的残余应力的分布。 这种方法在一小时内可以消除约50%的残余应力或削减50%残余应力的峰值，是使用很普遍的方法之一，处理效率高，节约成本，但缺点是不能完全消除工件内聚集的残余应力。 3、热处理时效 是传统的消除残余应力的方法，又称为人工时效。它借助热处理设施，将工件由室温缓慢、均匀加热至600℃左右，并在此温度保温4-8h，而后温度缓慢冷却到120℃以下，再出炉冷却至室温。 这种方法消除残余应力的效果很好，消除速度快、充分。 4、自然时效 是将工件放置于室外，任其“风餐宿露”，在静置过程中释放和消除残余应力。 这种方法不适用于工业化大批量生产的产品。但是，对于高价值和高精度设备的关键部件，则采用人工时效+自然时效的方法较为普遍。 5、焊接应力消除 焊接中焊缝处温度迅速升高，体积膨胀。热影响区温度低，阻碍焊缝膨胀，结果焊缝处产生压应力，热影响区产生拉应力。但此时焊缝处于塑性状态，焊缝被压应力墩粗，松弛了此应力。 焊后冷却时，热影响区冷却速度快，很快进入弹性状态，焊缝处温度高，处于塑性状态。这时焊缝收缩，较热影响区收缩慢，焊缝阻碍热影响区收缩，焊缝仍受压应力，影响区受拉应力。但焊缝处于塑性状态，焊缝的塑性墩粗，松弛了此应力。 6、机械加工应力消除的方法 在切削加工后采取一些处理措施，也可以对已加工表面的残余应力进行调整，表面强化处理就是目前较常用的方法之一。表面强化处理工艺是通过对零件表面的冷挤压使之发生冷态塑性变形，从而提高其表面硬度、强度，并形成表面残余压应力的加工工艺。常用的表面强化工艺有喷丸强化和滚压强化。喷丸强化是利用大量高速运动中的珠丸冲击零件表面，使打击处发生塑性变形和塑性流动，表面产生冷硬层和残余压应力。珠丸大多采用钢丸，利用压缩空气或离心力进行喷射。这种方法适用于不规则表面和形状复杂的表面，如弹簧、连杆等的强化。滚压强化是用可自由旋转的滚子对零件表面均匀地加力挤压，使表面得到强化并在表面形成残余压应力，适用于规则表面如外圆、孔和平面等的强化加工，可在原机床上加装滚压工具进行。 预应力切削是一种通过切削工艺使机械零件加工表面产生残余压应力的方法，即切削前预先给零件施加一个弹性范围内的预应力，切削过程中零件加工表面会产生弹性变形，切削后释放该预应力，由于基体的弹性恢复，已加工表面会产生残余压应力。预应力切削既不需要购买昂贵的设备，又不会增加零件加工表面的硬度，只需通过切削加工就能使加工表面产生残余压应力，因此其具有良好的发展前景。 切削加工表面残余应力的产生是机械应力和热应力共同作用下引起的不均匀塑性变形的结果，对零件的使用性能和寿命有着直接的影响。在实际生产过程中，需要针对表面层残余应力产生的原因以及影响因素，通过综合运用本文介绍的工艺手段，以及合理选择切削参数、刀具等，可以有效地调整和消除已加工表面的残余应力。 以上就是消除残余应力的主要方法，过程和工序的控制可以通过测量工序间残余应力来实现，X射线法作为无损检测残余应力的方法，其便捷性和准确性得到了业内的认可。
磨削裂绞是淬火后未回火的零件，或含残余奥氏体多的零件磨削时出现的现象，这种裂纹不在磨削中发生，而在磨削后发生。磨削裂纹具有独特的形状，它与淬火裂纹不同，所以可立即进行区别。 磨削裂纹产生的原因一般有下列几方面：淬火后的钢变成马氏体组织，所以它处于膨胀状态，如果把这种淬火钢进行加热，大概到100 ℃发生第一次收缩，继续加热到300 ℃左右时，发生第二次收缩。 另外，钢一经过磨削，磨削区的温度就上升，其温度约为600℃。 因此，若把淬火后的钢件进行磨削，则仅磨削面的温度升高，升到100 ℃时发生第一次收缩。这种收缩仅在表层发生，母体组织仍处于膨张状态。因此，表层受张应力发生龟裂。 这种龟裂称为第一种磨削裂纹。当磨削热严重时，表层温度达到300℃就发生第二次收缩导致主磨削裂纹。这种裂纹称为第二种磨削裂纹。 为防止磨削裂纹，零件淬火后必须回火后再磨削。为防止第一种磨削裂纹，必须在100-200℃的温度范围内回火；为防止第二种磨削裂纹，必须在300℃左右的温度回火。 如果存在残余奥氏体，磨削热会使奥氏体转化为马氏体。若对此马氏体继续进行磨削，也要发生磨削裂纹。 意大利GNR公司是一家老牌的欧洲光谱仪生产商，其X射线产品线诞生于1966年，经过半个多世纪的开发和研究，该产品线已经拥有众多型号满足多个行业的分析需求。ARE X 为专用的残余奥氏体分析仪，无需依靠 搭载�？樵诔９鎄RD上 实现残余奥氏体测试，具有操作简便、检测速度快、数据准确等特点，对操作人员要求不高，做到轻松上手。
X射线衍射仪用Schulz反射法进行残余奥氏体含量测量，在测量过程中，试样表面与X射线的聚焦平面重合，而且试样在测量的过程中固定不动，通过θ和2θ 轴的转动(满足Bragg方程)来完成测量，这时所测量的只是平行于试样表面的那些晶面的衍射信息。 因此，影响XRD残余奥氏体定量的最重要因素是晶粒的择优取向。以马氏体的(200)晶面的衍射为例，如果晶粒杂乱无章分布，那么从统计学上不同位置处(200)晶面所占比例是一样的；然而一旦存在择优取向，则不同位置处(200)所占的比例将不同，这样在X射线衍射仪测量时，有的位置参与衍射的(200)晶面增多，导致测量的(200)衍射峰的强度增加；而有的位置参与衍射的(200)晶面减少，导致测得的(200)衍射峰的强强度减弱。 而残余奥氏体含量测量的标准《YB/T 5338—2006钢中残余奥氏体定量测定 X射线衍射仪法》是根据所测得的马氏体、奥氏体衍射峰的强度比值进行计算的，这样在残余奥氏体含量的真实值不变的前提下，由于择优取向引起衍射峰强度改变，导致残余奥氏体的测量值(计算值)会与实际值差别很大，或者说存在较大的误差。 通常，由于受样品表面状况、晶粒取向、仪器参数等因素的影响，实际测量的衍射峰强度与理论值会存在一定的偏差。考虑到这个因素，YB/T5338-2006标准规定：在利用该标准进行残余奥氏体含量计算时，马氏体或奥氏体衍射峰的实测强度比与理论强度比允许波动的相对范围为±30%，即实测值和理论值偏差小于30%时可以采用该标准进行残余奥氏体含量的测量。
零件淬火后总是会多多少少的留出一些未转换的残余奥氏体。太多的残余奥氏体对零件的使用期限和强度不好，会导致软点和规格的多变性，但适当的残余奥氏体能够提升零件的疲劳强度。我们可以经过控制残余奥氏体来控制产品品质和使用期限，以做到预期目标。 1. 残余奥氏体对各种零件的影响 （1）滚动轴承规定有优良的耐磨性能、高的翻转疲劳强度合好的外形尺寸精密度可靠性，在常见应力水准下残余奥氏体对疲惫使用寿命影响并不大。具体制造中45号钢淬火后，一般不历经冷处理。 （2）传动齿轮一般都不需冷处理。残余奥氏体有益于其疲倦使用寿命的提升。 （3）对工具钢，残余奥氏体可提升抗冲击性。针对切削刀具，残余奥氏体减少强度使加工性受到影响。对钻头、铣刀等关键承担扭曲应力的专用工具，适当的残余奥氏体是有益的。对工作压力生产的模具钢，特别是在冲针适当的残余奥氏体是有利的。残余奥氏体相对性于马氏体而言，残余奥氏体似海棉，可缓存冲击性，提升延展性，提升表层触碰疲劳强度，增加冲针使用期限。 （4）对测量仪器，残余奥氏体不利确保规格精密度，务必用冷处理尽量地清除残余奥氏体。 2. 残余奥氏体影响各种因素 伴随着铝合金因素的提升 ，碳含量的提升，淬火正中间滞留或制冷速率迟缓，淬火温度提升，都是会使残余奥氏体提升。淬火时制冷终断并等温过程滞留，会使马氏体最后变化量少，残余奥氏体增加，这就是奥氏体的热防老化。碳含量在过共析钢点0.8上下，残余奥氏体在25%下列，残余应力为压应力。零件渗碳后表层碳含量高，淬火后残余奥氏体增加。 决策残余奥氏体成分的首要要素分别是： （1）原料铝合金因素的影响：Mn、Ni、Cr铝合金元素使淬火后残余奥氏体提升。 （2）原料碳成分提升，使残余奥氏体提升。 （3）热处理方法上，奥氏体化温度提升，淬火温度提升，淬火终止温度提升，淬火制冷速率变弱，淬火正中间滞留，都是会使残余奥氏体提升。在零件原材料明确的根基上，热处理工艺适度减少淬火温度，提升冷处理（持续淬火）等全是降低残余奥氏体的合理对策。零件经淬火冷处理回火后残余奥氏体均≤10%，GCr1545号钢一般在5%上下。
1. 降低残留奥氏体对策 一般热处理工艺淬火后开展马氏体变化，与此同时难以避免还会发生残留奥氏体。要清除或控制残留奥氏体，关键有下列几类方式 ： （1）提升冷处理。冷处理是淬火得持续其本质是减少制冷终止温度，使残留奥氏体进一步转换为马氏体。这在GCr15的柱塞偶件中普遍应用，是促进残留奥氏体变化的有效的方式 。一般残留奥氏体控制在10%之内。 （2）用马氏体淬火替代马氏体淬火，即提升淬火终止温度，一般在Ms点周边等温过程，使反应转化成金相组织和渗碳体产生的纤维状下马氏体的类均衡机构，因不开展马氏体变化，而降低残留奥氏体。 （3）热处理方法主要参数调节：①高碳钢渗碳时控制碳势，控制表层碳成分，控制氮碳化学物质及渗碳体等级，进而控制残留奥氏体。②减少奥氏体化淬火温度，淬火后马上回火，也可降低残留奥氏体的成分。③提升回火温度�？扇酶种胁辛舭率咸灞浠硎咸寤蛉芙�，进而降低残留奥氏体。小于200℃回火，钢中残留奥氏体不溶解。历经200～300℃回火，钢中残留奥氏体逐渐转化为下马氏体。高过300℃回火，钢中残留奥氏体彻底溶解。在高速钢560℃回火制冷时一部分残留奥氏体产生马氏体变化，提高硬度，降低残留奥氏体。 （4）碳氮共渗时，氨气及碳氮化合物造成 残留奥氏体增加。选用渗碳+淬火加工工艺替代碳氮共渗淬火，历经冷处理后可使在500倍高倍放大镜下人眼观测不上，残留奥氏体基本上低于10%或5%。 2. 生产制造应用 在实际生产制造中，应用于CB18、CPN2.2-0401挺圆柱体、滚轴轴套渗淬后残留奥氏体的控制。根据控制氛围，氨气进入量由40～80L/h,调节至20L/h；丙烷控制在200L/h，控制降低表层氮碳化学物质及渗碳体。减少淬火温度：由850℃调节至820～830℃，提升冷处理，回火温度由180℃提升到200℃等一系列加工工艺主要参数调节对策，使结果大幅改进，控制残留奥氏体低于10%，做到技术标准。
1. 加热温度 随加热温度的提高，原子扩散速率急剧加快，使得奥氏体化速度大大增加，形成所需时间缩短。 2. 加热速度 加热速度越快，孕育期缩短，奥氏体开始转变的温度和转变终了的温度越高，转变终了所需的时间越短。 3. 合金元素及钢的化学成分 在一定的含碳量范围内，奥氏体中碳含量增高，晶粒长大倾向增大。C%高，C在奥氏体中的扩散速度以及Fe的自扩散速度均增加，奥氏体晶粒长大倾向增加，但C%超过一定量时，由于形成Fe3CII，阻碍奥氏体晶粒长大。 钢中加入钛、钒、铌、锆、铝等元素，有利于得到本质细晶粒钢，因为碳化物、氧化物和氮化物弥散分布在晶界上，能阻碍晶粒长大。 锰和磷促进晶粒长大。强碳化物形成元素Ti、Zr、V、W、Nb等熔点较高，它们弥散分布在奥氏体中阻碍奥氏体晶粒长大；非碳化物形成元素Si、Ni等对奥氏体晶粒长大影响很小。 钴、镍等加快奥氏体化过程； 铬、钼、钒等减慢奥氏体化过程； 硅、铝、锰等不影响奥氏体化过程。 由于合金元素的扩散速度比碳慢得多，所以合金钢的热处理加热温度一般较高，保温时间更长。 4. 原始组织 原始组织中渗碳体为片状时奥氏体形成速度快，且渗碳体间距越小，转变速度越快，同时奥氏体晶粒中碳浓度梯度也大，所以长大速度更快。球化退火态的粒状珠光体，其相界面较少，因此奥氏体化慢。 影响奥氏体晶粒长大的因素： a. 加热温度和保温时间 由于奥氏体晶粒长大与原子扩散有密切关系，所以随着温度愈高，或在一定温度下，保温时间越长，奥氏体晶粒也越粗大。 b. 加热速度加热温度相同时，加热速度越快，过热度越大，奥氏体的实际形成温度越高，形核率的增加大于长大速度，使奥氏体晶粒越细小。生产上常采用快速加热短时保温工艺来获得超细化晶粒。 意大利GNR公司是一家老牌的欧洲光谱仪生产商，其X射线产品线诞生于1966年，经过半个多世纪的开发和研究，该产品线已经拥有众多型号满足多个行业的分析需求。ARE X 为专用的残余奥氏体分析仪，无需依靠 搭载�？樵诔９鎄RD上 实现残余奥氏体测试，具有操作简便、检测速度快、数据准确等特点，对操作人员要求不高，做到轻松上手。
逆共析转变是高温下进行的扩散性相变，转变的全过程可以分为四个阶段，即：奥氏体形核，奥氏体晶核长大，剩余渗碳体溶解，奥氏体成分相对均匀化。各种钢的奥氏体形核形成过程有一些区别，亚共析钢、过共析钢、合金钢的奥氏体化过程中除了奥氏体形成的基本过程外，还有先共析相的溶解、合金碳化物的溶解等过程。 奥氏体形成的热力学条件：必须存在过冷度或过热度?T。 1. 奥氏体形核 奥氏体的形核位置通常在铁素体和渗碳体两相界面上，此外，珠光体领域的边界，铁素体嵌镶块边界都可以成为奥氏体的形核地点。奥氏体的形成是不均匀形核，复合固态相变的一般规律。 一般认为奥氏体在铁素体和渗碳体交界面上形核。这是由于铁素体碳含量极低(0.02%以下)，而渗碳体的碳含量又很高(6.67%)，奥氏体的碳含量介于两者之间。在相界面上碳原子有吸附，含量较高，界面扩散速度又较快，容易形成较大的浓度涨落，使相界面某一区域达到形成奥氏体晶核所需的碳含量；此外在界面上能量也较高，容易造成能量涨落，以便满足形核功的要求；在两相界面处原子排列不规则，容易满足结构涨落的要求。所有涨落在相界面处的优势，造成奥氏体晶核最容易在此处形成。 奥氏体的形核是扩散型相变，可在铁素体与渗碳体上形核，也可在珠光体领域的交界面上形核，还可以在原奥氏体晶核上形核。这些界面易于满足形核的能量、结构和浓度3个涨落条件。 2. 奥氏体晶核的长大 加热到奥氏体相区，在高温下，碳原子扩散速度很快，铁原子和替换原子均能够充分扩散，既能够进行界面扩散，也能够进行体扩散，因此奥氏体的形成是扩散型相变。 3. 剩余碳化物溶解 铁素体消失后，在t1温度下继续保持或继续加热时，随着碳在奥氏体中继续扩散，剩余渗碳体不断向奥氏体中溶解。 4. 奥氏体成分均匀化 当渗碳体刚刚全部融入奥氏体后，奥氏体内碳浓度仍是不均匀的，只有经历长时间的保温或继续加热，让碳原子急性充分的扩散才能获得成分均匀的奥氏体。 意大利GNR公司是一家老牌的欧洲光谱仪生产商，其X射线产品线诞生于1966年，经过半个多世纪的开发和研究，该产品线已经拥有众多型号满足多个行业的分析需求。ARE X 为专用的残余奥氏体分析仪，无需依靠 搭载�？樵诔９鎄RD上 实现残余奥氏体测试，具有操作简便、检测速度快、数据准确等特点，对操作人员要求不高，做到轻松上手。
1. 射线管位置及检测器位置固定，在保证测试快速的同时，可有效减少维护区域。2. 专业高清USB摄像机安装在GNR ARE X系统内部，辅助对齐样品所测试区域。3. 提供多种不同规格的样品架以匹配不同形状的样品。4. 一旦样品载入样品架，关闭舱门，激光自动测量样品表面位置，可通过连接到Z台的旋钮手动校准。意大利GNR公司是一家老牌的欧洲光谱仪生产商，其X射线产品线诞生于1966年，经过半个多世纪的开发和研究，该产品线已经拥有众多型号满足多个行业的分析需求。ARE X 为专用的残余奥氏体分析仪，无需依靠 搭载�？樵诔９鎄RD上 实现残余奥氏体测试，具有操作简便、检测速度快、数据准确等特点，对操作人员要求不高，做到轻松上手。
1. X射线管靶材及功率条件 功率条件取决于作为目标材料和焦点类型的射线管。尽管Cu靶广泛用于衍射（特别是多用途衍射仪），但不建议使用Cu靶进行残余奥氏体分析，因为铁基材料的荧光很强（可以使用Cu靶，但需要从衍射光束中去除荧光）。 因此，可以使用Mo、Cr或Co来避免荧光，然后实现较低的背景。ASTM指出，推荐选择是Cr或Mo，这取决于是否需要获得更好的分辨率（Cr）或是否需要收集尽可能多的峰（Mo）以尽量减少样品问题（样品的不均匀性或织构）。 此外，Mo靶的辐射能量更高，也能使吸收效应zui小化，从而获得更高的计数率。 因此，Mo靶是残余奥氏体测试的优选，我们选择它来装配到ARE X残余奥氏体分析仪。 至于推荐功率，它取决于辐射能量，因此Mo>Co>Cr。 2. Mo靶与Cr靶实际测试对比 对于残余奥氏体的XRD测量，可以使用任何能够记录至少2个α铁峰和2个γ铁峰的辐射靶才行，它可以是Cr、Mo，甚至Co。 如下所示，使用Mo靶相较Cr靶而言还有其他优势，比如使用Cr靶的测试误差要大于Mo靶。 使用Cr靶的优势是它可能具有更好的峰分辨率，因为峰彼此相距很远。但是，如果使用当前的快速检测器，这并无太大实际意义。所以对于ARE X残余奥氏体分析仪仍然推荐使用Mo靶。 意大利GNR公司是一家老牌的欧洲光谱仪生产商，其X射线产品线诞生于1966年，经过半个多世纪的开发和研究，该产品线已经拥有众多型号满足多个行业的分析需求。ARE X 为专用的残余奥氏体分析仪，无需依靠搭载�？樵诔９鎄RD上实现残余奥氏体测试，具有操作简便、检测速度快、数据准确等特点，对操作人员要求不高，做到轻松上手。
1.用于残余奥氏体分析仪的样品必须经过切割，将热效应降至低值，由于大多数含有残余奥氏体的钢铁比较坚硬，所以需要使用砂轮切割片磨削样品，如果样品不进行适当的冷却，砂轮片存在严重的热效应，可能导致样品本身的残余奥氏体发生改变。与采用钢锯切割比较，更建议使用砂轮切割。 2.样品粗模式时需要使用铣床或高压辊磨机，此种处理方法会改变表面形状和残余奥氏体，使得体内残余奥氏体含量高于表面残余奥氏体含量，在样品打磨时将样品切成小块，可以有效的解决形变和残余奥氏体变化。 3.残余奥氏体分析仪需要使用标准金相湿磨和抛光的方法，需要使用粒径为80#、120#、240#、320#、400#、600#的碳化硅或氧化铝的细砂纸，其它材质或粒径的砂纸也可能用到，最后使用6um金刚石或当量粒径的磨料进行抛光。 4.由于砂纸或过度 抛光引起的表面变形，可以改变样品内的残余奥氏体，在在初级的样品抛光时也可以采用电解和化学抛光，用来保证金相级样品制备。采用标准醋酸铬溶液进行电解抛光至0.005-in，使用600#的砂纸或特定的化学电解液将钢铁抛光至6um，可以保证金相级样品制备，热酸刻蚀抛光不推荐使用，在有选择的刻蚀某相时，此项变为优先取向。 5.根据样品尺寸选择合适的样品台，保证X射线束能在样品上进行2theta衍射。 意大利GNR公司是一家老牌的欧洲光谱仪生产商，其X射线产品线诞生于1966年，经过半个多世纪的开发和研究，该产品线已经拥有众多型号满足多个行业的分析需求。ARE X 为专用的残余奥氏体分析仪，无需依靠搭载模块在常规XRD上实现残余奥氏体测试，具有操作简便、检测速度快、数据准确等特点，对操作人员要求不高，做到轻松上手。
