模具材料，热处理对消除模具残余应力的影响

机械作用方法包括静态处理、冲击应力处理、振动处理等，其原理是在机械力的作用下，工件会产生局部塑性变形，从而峰低和调整残余应力。机械作用法一般不改变材料的微观结构和力学性能，但只能部分消除残余应力或使其重新分布，不可能完全消除残余应力。

热处理对消除残余应力的影响

1.应力消除退火

去应力退火的主要目的是消除铸造、锻造、焊接和机械加工产生的内应力。工艺是将工件加热至AC1以下50-200℃，保温后空冷或炉冷至200-300℃，出炉空冷。应力消除退火不存在相变，消除内应力的机制是局部塑性变形和蠕变引起的应力松弛。当残余应力超过材料的屈服强度时，材料就会发生塑性变形，所以残余应力总是低于材料的屈服强度，一般来说，材料的屈服强度随着温度的升高而降低。例：当温度上升到620℃时，3%Nicr钢的弹性极限下降到160MPA左右，即3%Nicr钢在620℃退火时残余应力不会超过160MPA。考虑变变形的影响，残余应力将进一步低。

2.回火和消除残余应力

回火的作用之一是消除淬火钢中的残余应力。淬火马氏体是一种不稳定的组织，硬度高，淬火应力大。钢淬火后往往得不到纯淬火马氏体，而是形成含有残余奥氏体和贝氏体等组织的混合组织，在回火过程中，这些不稳定的结构分解，导致残余应力的消除或重新分布，由于回火加热，金属中原子的振动加剧，钢的屈照强度峰低，塑性增加，残余应力也因局部塑性变形而降低。

残余应力消除的程度取决于回火工艺和淬火组织的不稳定性，在所有工艺参数中，回火温度对消除残余应力的影响更大。从30钢淬火应力随回火温度的变化来看在450℃以下，淬火应力随回火温度的升高而缓慢降低，450℃以上回火后，残余应力消除效果明显。然而，只有当回火温度达到500~600℃甚至更高时，残余应力才能几乎完全消除。需要指出的是，随着回火温度的升高，淬火钢的硬度随着马氏体的分解而降低。因此，在选择消除淬火应力的回火温度时，应注意保证力学性能。例如，为了保持冷变形模具钢的高硬度，常采用低温回火，只能部分消除淬火应力。而对强度和韧性要求较高的结构钢，往往经过中高温回火，可以完全消除残余应力。对于Ms点高的低碳马氏体钢，淬火应力低，低碳马氏体具有优异的综合力学性能，加上自回火的作用，可以在淬火状态下使用。

回火时间对残余应力的影响。残余应力主要在回火开始时消除，过度延长回火时间对消除残余应力意义不大。

大锻件回火冷却不当会产生较大的残余应力，这是由于在高塑性、低弹性的高温区（碳钢和低合金钢>℃，合金钢>4509（）高温回火后表面发生剪切变形。为了缩短

回火时间，提高劳动生产率，在低温弹性区（<300℃=）可采用较快的冷却速度。