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殘余應(yīng)力是影響鍍層性能的重要因素，其測(cè)試方法有很多種，目前基片變形法和X射線衍射法在國(guó)際上應(yīng)用最為廣泛，其中基片變形法測(cè)量應(yīng)變時(shí)人為誤差較大，故試驗(yàn)選用X射線衍射法測(cè)定鍍鉻層的殘余應(yīng)力。結(jié)果表明，不同厚度鍍鉻層的殘余應(yīng)力有明顯差異，如圖1所示。

圖1 不同厚度電鍍鉻層的殘余應(yīng)力

從圖1可以看出，電鍍鉻層的殘余應(yīng)力都大于零，表現(xiàn)為拉應(yīng)力，且隨著鍍鉻層厚度的增加，殘余應(yīng)力的變化呈現(xiàn)忽大忽小的變化趨勢(shì)。對(duì)其原因進(jìn)行分析，該變化趨勢(shì)是鍍鉻層的不斷累積和開(kāi)裂過(guò)程造成的。

由此看來(lái)，經(jīng)過(guò)電鍍?cè)僦圃焯幚砗螅ぜ韺佣嗌俣紩?huì)存在一定的殘余拉應(yīng)力，具有一定的危害性，在使用中會(huì)存在一定的隱患，建議進(jìn)行適當(dāng)?shù)娜?yīng)力處理。

焊接處理后的鋼板如圖2所示，從垂直于鋼板焊縫方向分別選取7個(gè)測(cè)試點(diǎn)，貫穿母材、熱影響區(qū)和焊縫，其中1，2，6，7四點(diǎn)處于母材位置，3和5兩點(diǎn)處于熱影響區(qū)，點(diǎn)4則正好處于焊縫中心位置。分別采用X射線衍射法和壓痕應(yīng)變法對(duì)這7個(gè)點(diǎn)進(jìn)行殘余應(yīng)力測(cè)試。

圖2 殘余應(yīng)力測(cè)試位置示意圖

從圖3可以看出，不管采用哪種測(cè)試方法，都能發(fā)現(xiàn)在垂直于焊縫的方向上，殘余應(yīng)力的變化趨勢(shì)呈現(xiàn)拋物線形狀，即母材上的殘余應(yīng)力基本保持在零點(diǎn)左右波動(dòng)，到達(dá)熱影響區(qū)后殘余應(yīng)力逐漸增大為拉應(yīng)力，再往里在焊縫中心處，殘余應(yīng)力快速增加至183.9MPa，與傳統(tǒng)的認(rèn)識(shí)相一致。

圖3 兩種方法進(jìn)行檢測(cè)后的殘余應(yīng)力分布

另一方面，對(duì)比兩種測(cè)試方法，不難發(fā)現(xiàn)盡管測(cè)得的殘余應(yīng)力具有相同的變化趨勢(shì)，但是從每一個(gè)殘余應(yīng)力數(shù)值上來(lái)看，兩者之間的差異較大，最大的差異甚至達(dá)到了131 MPa。對(duì)原因進(jìn)行分析，主要是因?yàn)閮煞N方法的測(cè)試原理有所不同。X射線衍射法是基于微觀結(jié)構(gòu)變化的測(cè)試方法，所測(cè)試的區(qū)域也是微區(qū)，往往都是微米級(jí)的區(qū)域，測(cè)試深度也比較淺，測(cè)得的是淺表層的殘余應(yīng)力；相對(duì)而言，壓痕法的測(cè)試原理則比較宏觀，無(wú)論是從測(cè)試面積還是深度上都要比X射線衍射法來(lái)的大。

對(duì)于完全均勻的材料，從理論上說(shuō)兩種方法的測(cè)試結(jié)果是一致的，但實(shí)際的工件不可能是均勻的，而且殘余應(yīng)力與宏觀應(yīng)力不同，是一個(gè)變化起伏較大的量，在材料內(nèi)部同樣不可能均勻存在，因此導(dǎo)致最終兩者的測(cè)試結(jié)果存在較大差異。當(dāng)然兩種測(cè)試方法也各自有著很多影響準(zhǔn)確測(cè)試的因素，同樣會(huì)造成測(cè)試結(jié)果的差異。