利用大场场发射扫描电子显微镜（FIB-DIC）技术评估车削过程中由于切削屑厚度变化而引起的局部微尺度残余应力

《CIRP Annals》：Assessment of local microscale residual stresses induced by variable uncut chip thickness in turning using large-field FIB-DIC

　　

Gorka Ortiz-de-Zarate|Andrey Chuvilin|Fran?ois Ducobu|Aitor Madariaga|Mikel Etxebeste|Pedro J. Arrazola

摘要

在车削过程中，不均匀的芯片厚度会导致空间上异质的热机械载荷，这些载荷会显著影响残余应力（RS）的产生。传统的测量技术（如实验室X射线衍射（XRD））只能提供毫米级区域的平均残余应力值，无法分辨局部表面的应力梯度。本研究采用大场聚焦离子束-数字图像相关技术（FIB-DIC），结合狭缝和环形样品，对Ti-6Al-4V合金车削件进行局部微观残余应力的量化分析，并利用立体轮廓测量技术将应力与表面形貌关联起来。研究结果表明，局部残余应力变化幅度可达1000 MPa，而这种变化通过XRD是无法检测到的，这凸显了其对材料疲劳性能、耐腐蚀性以及部件整体性能的潜在影响。