激光表面硬化应力-硬化尺寸小机械零件显微镜
激光表面硬化后的残余应力
背景
从工程技术层面上看，各种表面硬化加工过程非常相近，因为
它们都必须保证有足够的能量输入且要求满足所需的硬化层深度。
无论采用何种加工硬化过程，对同一种钢来说，微观组织发生变化
相同，显微硬度变化相似，表面硬化层中残余应力的变化也相似。
通常情况下，在表面相变硬化过程中，同时向表面层引入压应
力，可提高工件的疲劳性能。由于硬化部分的硬度较高，通常需要
对表面进行研磨，并要求较终研磨达到较细的层次。以上要求只有
对硬化后尺寸较小的大型机械零件方能实现，因此需要缩短较终研
磨时间及将较终研磨成本降至较低。在采用自动化加工单元进行加
工时，需要对每个机加工过程及其加工条件进行认真考虑。
为确保工件内应力达到要求，在每个机械加工过程中应遵循机
械加工参数选择的一些基本准则。当机械加工过程中工件内的内应
力超过屈服应力时，机加工将导致工件内形成残余应力，使工件发
生变形。反过来，工件变形将使材料在研磨过程中移动加剧。即研
磨时间越长，机械加工损耗越高，残余应力的可控性就越低。虽然
通过随后的校直过程可以减少工件的变形量(工件的校直是通过材
料的塑性变形实现)，但对工件进行校直需要额外的工艺操作及合
适的机械设备。
这种解决方案仅适于某些特殊情况，无论机械加工处于什么情
况下，机械加工过程中均会使工件发生变形。当遇到这些情况时，
唯一的解决办法是改变工件形状和产品尺寸，来避免在机械加工过
程中发生材料增塑。
