Residualspänningar

Residualspänningar är inre spänningar som finns kvar i ett material när yttre krafter har tagits bort. De uppstår ofta under tillverkning och behandling när olika delar av materialet deformeras olika mycket eller kyls olika, vilket lämnar obalans i elasticiteten. Spänningarna kan vara orienterade i olika riktningar och förekomma både i ytan och i volymen. Vanliga orsaker är svetsning, snabb avkylning vid värmebehandling, kallbearbetning, formning, skärning och fasomvandlingar.

Konsekvenserna kan vara både positiva och negativa beroende på situation. De påverkar dimensionell stabilitet och livslängd vid cykliska laster, kan underlätta eller motverka sprickbildning och påverka korrosion i vissa miljöer. För att utnyttja eller begränsa dem används olika behandlingar: laser- eller shot peening som skapar ytliga komprimerande residualspänningar och ofta förbättrar fettiguitet, samt termisk avspänning (stress relief annealing) och mekanisk avspänningsbehandling som reducerar de inre spänningarna.

Mätning av residualspänningar görs med flera metoder, till exempel röntgendiffraktion eller neutron diffraktion för inre spänningsfördelningar, hål-borrningsmetoden för ytnivåer och konturmetoden för tvärsnitt. Val av metod beror på materialets geometri och krav på precision.

Inom materialvetenskap, konstruktion och produktion är förståelse och hantering av residualspänningar en central del av design, kvalitetskontroll och livslängdsbedömning.