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超音波珠擊法
一種特殊形式的珠擊強化處理是透過超音波的方式來做珠擊處理,其中又柱狀式及鋼珠式的二種。其工作原理是將壓電陶瓷所產生的超音波,借由半球型柱狀的鋼針或鋼珠轉化成位能,撞擊在工件的表面上,其效果如同傳統的珠擊一樣。
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殘留應力
熱應力:
材料由於溫度變化所產生的應力。金屬在較高溫度下膨脹,隨溫度降低而收縮。限制金屬的膨脹或收縮會導致熱應力,如合金鋼的淬火及回火作業即是一種熱應力的產生。
靜態應力:
所施加於物體上的力大小與方向不隨時間變化的應力。

動態應力:
所施加於物體上的力大小隨時間變化的應力。
疲勞應力:
長時間反覆施加於物體上使得物體發生疲勞的應力。

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殘留應力:
物體受力後所產生的應變超過彈性範圍,而使得物體內部無法恢復原來的狀態所殘存的應力。製造的過程通常是造成金屬殘餘應力的主要原因。殘餘應力是影響金屬或合金受到腐蝕和金屬疲勞主要的因素之一,殘餘應力也會影響金屬的疲勞強度。
殘餘應力是材料對非均勻微結構空間變化的彈性響應。在加工中,在銑削,車削,鑽削和磨削過程中,殘餘應力的最終狀態將取決於加工材料,切削刀具,加工等因素參數和冷卻劑。在這些過程中,應力的產生和改變由局部加熱和由工具執行的接觸壓力給出,這可以產生拉伸或壓縮應力。
隨著大多數加工參數的增加,殘餘應力會增加,包括切削速度和刀尖半徑[5]。另外,值得一提的是,通常需要壓縮應力。
應力腐蝕 (SCC)應力腐蝕是指金屬或合金在腐蝕介質和拉應力的協同作用下引起金屬或合金的破裂現象。
應力腐蝕的特徵是形成腐蝕裂紋,由於裂紋向金屬內部發展,使金屬或合金結構的強度大大降低,嚴重時能使金屬設備突然損壞。裂紋不僅可以沿著晶間發展,而且也可以穿過晶粒,微裂紋一旦形成其擴展速度很快,所以應力腐蝕是所有腐蝕類型中破壞性和危害性最大的一種。
關於應力腐蝕如何產生,由於相關因素較為複雜,例如應力水平、合金成分、微結構、應力腐蝕開裂現象受到許多因素影響,例如應力水平、合金成分、微結構、腐蝕種類濃度、表面處理、微環境表面效應、溫度、電子化學電位等。進一步的複雜徵狀是萌生和擴展階段,及在某些情況下,觀察到裂縫開始在腐蝕坑的基底出現。沒有一種理論可以說明各種應力腐蝕破裂規律,所以應力腐蝕破裂機理的理論能只是一個系統。在研究金屬發生應力腐蝕時的過程中發現,當向腐蝕體系施加陽極電流時,裂紋加速的擴展,施加陰極電流時,裂紋擴展受到抑制甚至停止擴展。這種現象顯示,引起應力腐蝕的原因與電化學過程密切相關。因此,可以把應力腐蝕破裂看作電化學腐蝕和應力的機械破壞互相促進的結果。
應力腐蝕過程一般可分為三個階段:
第一階段:孕育期,因腐蝕過程的局部化和拉應力的結果,使裂紋生核。
第二階段:腐蝕裂紋發展期,裂紋擴展。
第三階段:由於拉應力的局部集中,裂紋急劇生長導致材料的破壞。金屬和合金表面的缺陷部位或薄弱點其電位比其它部位低,成為活性點,為應力腐蝕提供了裂紋的核心。
隨著裂紋擴展階段的進行,拉應力逐漸增大,應力集中愈大,引起裂紋的迅速擴展,最後導致了材料的破壞。工程界常用的金屬材料在特定的介質中都可能產生應力腐蝕,依據不同的腐蝕條件,可使材料結構在幾分鐘或幾年內破壞。
常見的應力腐蝕的例子有:蒸氣鍋爐鋼的「鹼性應力腐蝕龜裂」,黃銅的「季裂」( 氨與冷抽黃銅金屬的殘餘應力相結合 ),高強度鋁合金的晶間腐蝕破裂,不鏽鋼的應力腐蝕開裂等。
裂縫不會在壓縮應力區中引發或傳播。美國EPRI (2005) 研究說明,應用包括:珠擊強化 (shot peening), 雷射強化(laser peening),與低塑性拋光(low plasticity burnishing) 等表面處理技術,來降低不銹鋼銲接殘餘應力。
有研究已證明,珠擊處理有效抑制在高溫高壓水循環管線內 IGSCC (
晶間應力腐蝕開裂 ) 的產生,同時提高疲勞強度,拉伸強度等機械性質。珠擊以微小鋼粒敲擊金屬表面 ( 或是氣穴珠擊 ) , 而產生有益的壓縮應力,藉以消除金屬因加工或鍛造,銲接所產生有害的張應力,消除表面的殘留拉伸應力,而使其殘留張應力降低,對改善 SCC 有相當大幫助。