激光表面硬化應力-硬化尺寸小機械零件顯微鏡
激光表面硬化后的殘余應力
背景
從工程技術層面上看，各種表面硬化加工過程非常相近，因為
它們都必須保證有足夠的能量輸入且要求滿足所需的硬化層深度。
無論采用何種加工硬化過程，對同一種鋼來說，微觀組織發生變化
相同，顯微硬度變化相似，表面硬化層中殘余應力的變化也相似。
通常情況下，在表面相變硬化過程中，同時向表面層引入壓應
力，可提高工件的疲勞性能。由于硬化部分的硬度較高，通常需要
對表面進行研磨，并要求較終研磨達到較細的層次。以上要求只有
對硬化后尺寸較小的大型機械零件方能實現，因此需要縮短較終研
磨時間及將較終研磨成本降至較低。在采用自動化加工單元進行加
工時，需要對每個機加工過程及其加工條件進行認真考慮。
為確保工件內應力達到要求，在每個機械加工過程中應遵循機
械加工參數選擇的一些基本準則。當機械加工過程中工件內的內應
力超過屈服應力時，機加工將導致工件內形成殘余應力，使工件發
生變形。反過來，工件變形將使材料在研磨過程中移動加劇。即研
磨時間越長，機械加工損耗越高，殘余應力的可控性就越低。雖然
通過隨后的校直過程可以減少工件的變形量(工件的校直是通過材
料的塑性變形實現)，但對工件進行校直需要額外的工藝操作及合
適的機械設備。
這種解決方案僅適于某些特殊情況，無論機械加工處于什么情
況下，機械加工過程中均會使工件發生變形。當遇到這些情況時，
唯一的解決辦法是改變工件形狀和產品尺寸，來避免在機械加工過
程中發生材料增塑。
