15MnVB合金鋼具有較好的強度和韌性，廣泛用于工程上。但在使用中發(fā)現，以相同熱處理工藝和相同加工工藝加工出的產品，冷軋15MnVB材料要比熱軋15MnVB材料的強度、韌性好。熱軋15MnVB加工的產品達不到設計要求。分析認為是熱軋15MnVB殘余應力大引起的。為分析了解兩種材質殘余應力分布情況，現采用盲孔法對兩種材質進行殘余應力測試，對實驗結果進行分析討論。

材料與方法

試驗取自同一批次的15MnVB冷軋鋼管和同一批次的15MnVB熱軋鋼管。兩種試樣外徑為30mm，內徑為26.5mm，長為800mm。熱處理820°油淬。儀器采用聚航科技生產的JHMK殘余應力測試系統(tǒng)，由JHYC靜態(tài)應變儀和JHZK殘余應力專用鉆孔裝置組成，應變化為膠基箔式，標距3*3mm，阻值120Ω。

兩種材質鋼管殘余應力測試

本次實驗采用盲孔法測量殘余應力。其原理是：零件表面可以看成是σ₁、σ₂的二向應力狀態(tài)，在測點處鉆一個小孔，殘余應力得到釋放，使孔附近的材料產生變形。預先在孔邊粘貼電阻應變花，測出應變值后，就可以由彈性理論公式計算出殘余應力σ₁和σ₂的數值。

本實驗分別在15MnVB冷軋和熱軋鋼管上、下表面粘貼電阻應變花。自然干燥24小時后待用。在鋼管上、下各貼8個應變花，試驗前將電阻應變花的導線接到JHYC靜態(tài)應變儀的橋臂上，本試驗為半橋測量。在各測點鉆孔中殘余應力得到釋放，通過JHYC靜態(tài)應變儀測出各測點的應變值，根據應力應變關系計算兩種鋼管的殘余應力值。

結果分析與討論

試驗結果表面冷軋鋼σ₁最大殘余應力為19.02MPa，最小殘余應力為9.9MPa；σ₂最大為12.24MPa，最小為4.68MPa。熱軋鋼σ₁最大為21.42MPa，最小為11.4MPa；σ₂最大為16.08MPa，最小為6.24MPa。熱軋鋼管各測點的σ₁、σ₂值均大于冷軋鋼管。

分析認為，由于熱軋鋼管軋制過程中在外力作用下產生不均勻的塑性變形，在受力消除后，材料內部將不同程度的保留一定的殘余應力，尤其是熱軋工藝將會使材料產生熱應力，熱應力將會造成材料產生更大的殘余應力，因此其殘余應力值大于冷軋鋼管。

根據兩種鋼管殘余應力測試結果顯示，其殘余應力值均為拉應力。一般情況下，如果零部件存在殘余拉應力，它會降低零構件的強度。熱軋板材軋制后應進行時效處理，最大限度的降低其內應力。零部件熱處理后也應該進行時效處理，使零部件內部的應力得到釋放后再使用。

采用盲孔法可測試15MnVB合金鋼殘余應力，在試驗時，要嚴格按照電阻應變片的粘貼工藝，才能保證測量精度。