为什么热应力在加热和冷却所受的力都是相反的？

初出茅庐

热应力在加热和冷却时都是由心部牵制表面的啊，为什么加热和冷却时受的力是相反的？

leee5678

组织应力和热应力共同作用的结果，表现出来就是加热与冷却的时候相反了

我心依燃

通俗的讲应该就是热胀冷缩吧？

横笛吹雨

加热时心部到温晚-----最后膨胀-----受表层阻碍------径向推外壳-----表层拉应力
冷却时心部到温晚-----最后收缩-----受表层阻碍------径向拉外壳-----表层压应力
（以上仅指热应力）

mvp

不是  是应为组织相变的原因。

搬运工

就是这个道理.就像是在圆周上有数个均布质点.当其分别在受到向心力和离心力作用时的情况一样.心部收缩.膨胀对于表层的作用效果即是如此.

横笛吹雨

“组织相变的原因”是组织应力而不是热应力

天涯浪子

加热时：
开始
表面加热速度比心部快，膨胀率比心部高，表面膨胀受阻，故表面受压，心部受拉
后期
心部加热速度比表面快，膨胀率比表面高，心部膨胀受阻，故表面受拉，心部受压；
冷却时：
开始
表面冷却速度比心部快，收缩得比心部快，表面收缩受阻，故表面受拉，心部受压
后期
心部冷却速度比表面快，收缩比表面快，心部收缩受阻，故表面受压，心部受拉

横笛吹雨

不管加热还是冷却，不可能心部加热（冷却）速度比表面快。
参见http://www.rclbbs.com/viewthread.php?tid=42422&page=1

天涯浪子

加热（冷却）到一定时期后，加热（冷却）介质温度与工件表面温度差减小，而表面温度与心部温度差增大，这时表面的加热速度（冷却）速度不是就比心部快了吗？如果心部加热（冷却）速度不可能比表面快，那么工件心部与表面的温度能相等吗？

横笛吹雨

是到温先后不同造成谁先膨胀（收缩）谁后膨胀（收缩）问题，而不是速度问题。
不管加热还是冷却，心部永远比表面到温晚。

天涯浪子

冷却时心部与表面温度、应力与时间的关系

初出茅庐

再请教一点：比如加热最终受力是表拉心压，加热结束后冷却初期为表拉心压，那么这时表面拉应力和心部拉应力会增大吗？其原因何在呢？

搬运工

你是否可以理解12楼的温度---时间关系图.应力---时间关系图?.

新鲜空气

对于热应力来说，应力的变化过程符合天涯浪子所描述那几个阶段，但是原因不应该是温度变化速度的问题，
例如加热过程，开始时，在整体材料膨胀弹性范围内，表面受压，心部受拉，随着时间推移应力越来越大，最终因膨胀量过大，表面温度高，表面会产生塑性变形，最后温度内外一致时，因为表面已产生塑形变形，膨胀量不匹配整体的膨胀量，所以产生一个表面受拉，心部受压的最后应力，同理冷却也是如此。所以应该是膨胀量应该是应力产生和变化的原因。
另：加热最终的应力状态指在一定温度下，当到达再结晶温度后，应力就完全消除了，所以分析时应该按无应力开始考虑。如果没有到达这个温度，那么应力会叠加，但是达到了屈服，会产生塑形变形来消除的。
以上为个人观点

初出茅庐

回楼上朋友，你的意思就是虽然表里温差大，只要加热温度高就不存在应力了吗？那么高的温度肯定在再结晶温度以上的。我不理解的是，在加热时，产生表拉心压的热应力，然后再冷却，冷却过程中表面仍然受拉，心部受压，难道这样应力都不会叠加吗？

新鲜空气

加热温度高原子的自由能比较大，残余应力是由于残余塑形变形引起的，属于一种晶格畸变，具有一定的结构能，两种能量叠加超过一定值，就可以使位错攀移，进而使残余应力均匀或者消除，当然这需要一定的时间，也就是有保温时间才能完全消除掉残余应力，这也是去应力回火的原理。至于你说的应力叠加，可能没有考虑温度均匀化时间，比较接近于表面高频淬火那种模式。那样的话，应力会叠加，但是超过微观屈服，就会产生是微观塑形变形，会均化使叠加的应力峰值。

初出茅庐

回楼上朋友，我们厂经常锻造有时出现裂纹，但材料都是保温后才进行锻造。这样还不足消除应力吗？我感觉就是有应力即时高温保温也不会消除的啊。

新鲜空气

应力完全消除，一般应该是在晶粒重新形核长大以后，一般的回火去应力热处理 可以消除50-80%的残余应力。
你说的锻造裂纹，我想不应该全是原来的残余应力影响，变形速度、变形量等也是影响因素，而且变形的过程中，又会因为塑性变形引入的新的应力和加工硬化，这种情况下，就没有那么多的时间来充分消除这类应力，就会差生裂纹。你要是高温保温后很缓冷下来，一定不会有太大的应力的。
个人意见

初出茅庐

回楼上朋友，像你说的达到再结晶温度的话应力就消除，应该按照无应力考虑。但是就算达到再结晶温度，如果没保温还能消除吗？我觉得应力可能叠加。