《表2 盘锻件加工前后外缘残余应力变化》

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《高温合金盘锻件制备过程残余应力的演化规律及机制》

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式中，σbefore为加工前残余应力，σafter为加工后残余应力。Δσ会引起附加的力矩，造成变形/翘曲。如前文所述，对于本研究中的盘锻件而言，热处理形成的残余应力基本沿轮廓呈“外压内拉”分布，当上下端面冷却速率一致时，其在任意轴向线上看，上下端面残余应力基本是对称的。由于轮芯和辐板区域以及加工余量分布在上下端面也是对称的（如图17a～c），因此加工前后上下端面的残余应力差值同样是相同的（图18b中Δσtop=Δσbottom，其中Δσtop为轮芯处上端面附近残余应力差值，Δσbottom为轮芯处下端面附近残余应力差值。这就意味着这些区域上下端面残余应力变化引起的附加力矩会“抵消”，因此整体上没有体现出变形效果。由于盘锻件外缘处的加工余量不对称，所以根据图18c所示规律，加工后残余应力分布的对称线会向加工余量小的一侧偏移，因此加工余量小的一侧加工后残余应力变化也比较小(图18c中Δσtop<Δσbottom）。因为盘锻件在下端面加工余量较大，故力臂接近时，下端面残余应力变化产生的附加力矩要大于上端面。理论上哪一端附加力矩大，将决定其最终翘曲的方向。表2中列出了盘锻件外缘Line 2上端面测试点（95，3.6）和下端面测试点（95，0）加工前后残余应力差异。可以看到，其结果与上述分析相一致，盘锻件A无论是弦向、径向还是轴向残余应力，Δσtop<Δσbottom，这说明下表面附加应力将决定盘件加工后自由状态的翘曲变形方向。表2中可以看到，Δσbottom均为正值，因此相当于盘件在外缘位置的下表面被附加了拉应力，这意味着盘件的外缘下表面在附加拉应力作用下被“拉紧内收”，故表现为外缘“下沉”。