残余应力（Residual Stress）是指在没有外力作用下，物体内部保持平衡而存在的应力。它通常产生于铸造、焊接、热处理、机械加工（如切削、磨削）等制造过程。残余应力的存在是一把双刃剑：压应力可以提高疲劳强度，而拉应力则会导致构件变形、开裂甚至在使用中突然失效。因此，准确测量残余应力对于评估产品质量、优化工艺参数至关重要。
残余应力测试的概念
残余应力测试是指采用物理（无损）或机械（微损）方法，定量测定金属材料表面或内部残余应力大小及方向的过程。通过该测试，可以评估零件在制造过程中产生的内应力水平，验证去应力退火或振动时效的效果，从而预测工件的尺寸稳定性和疲劳寿命。
测试方法
晟安检测提供两种主流的残余应力测试方法：
- X射线衍射法（XRD）：
- 原理： 基于布拉格定律。当材料存在残余应力时，晶格间距会发生变化，导致X射线衍射峰位移。通过测量位移量计算应力。
- 特点： 无损检测，精度高，适合测量表面应力（深度约10-20μm）。适用于各种金属材料。
- 盲孔法（钻孔法）：
- 原理： 在测量点粘贴应变花，然后钻一个小孔（盲孔），释放孔周边的应力，通过应变仪记录释放的应变值，利用弹性力学公式计算原始残余应力。
- 特点： 微损检测（孔径很小），操作简便，成本较低，适合测量一定深度的应力分布。
应用领域
残余应力测试广泛应用于：
- 焊接结构： 评估焊缝及热影响区的残余拉应力，防止焊接裂纹。
- 精密加工： 测量薄壁件加工后的应力，预测由应力释放引起的尺寸变形。
- 铸造件： 验证时效处理（去应力退火）的效果。
- 表面强化： 喷丸、滚压工艺后，检测表面引入的残余压应力大小，评估强化效果。
- 管道容器： 评估服役多年的压力容器的应力状态，预防应力腐蚀开裂。
相关检测标准
我们严格按照以下标准进行测试：
- GB/T 7704-2017 无损检测 X射线应力测定方法
- GB/T 31310-2014 金属材料 残余应力测定 钻孔应变法
- ASTM E837 Standard Test Method for Determining Residual Stresses by the Hole-Drilling Strain-Gage Method
- ASTM E915 Standard Test Method for Verifying the Alignment of X-Ray Diffraction Instrumentation for Residual Stress Measurement
检测流程
步骤一：方案评估。根据样品材质、形状及测试目的（表面还是深度），选择XRD法或盲孔法。
步骤二：表面处理。XRD法需电解抛光去除加工硬化层；盲孔法需打磨粘贴应变片。
步骤三：数据采集。利用X射线应力仪或应变仪进行测量。
步骤四：计算分析。计算主应力大小及方向。
步骤五：报告出具。提供包含应力分布图及数据的专业报告。
常见问题
Q：X射线法能测多深？
A：X射线穿透能力有限，主要测定表面微米级的应力。如果需要测深度分布，可以采用逐层剥层法（电解腐蚀）配合测试。
Q：盲孔法会对工件造成破坏吗？
A：会留下一个直径约1.5mm、深约2mm的小孔，属于微损检测。对于大型构件通常可以忽略，但精密零件需慎重。
总结
看不见的“内力”往往是导致产品失效的元凶。通过科学的残余应力测试，我们可以“看见”并控制这些内力，从而从根本上提高产品的稳定性和使用寿命。
深圳晟安检测拥有进口X射线应力测定仪和高精度钻孔装置，资深工程师团队可为您量身定制残余应力测试方案，助您解决变形、开裂难题。欢迎联系专业工程师，获取技术支持。
