LiH是一種類似食鹽的白色結晶物質,，外表看上去像鹵化物而遠比金屬鋰致密，是較穩(wěn)定的結晶狀化合物,。由于LiH材料具有強度和塑性低,、熱傳導率低、熱膨脹系數大,、*具脆性,、極易吸潮等特性，加之零件本身的結構尺寸等因素,，同時LIH部件屬于非金屬材料脆性材料,，其物理機械性能尤其是韌性和強度與金屬材料相比有很大差異。部分體積較大的產品在生產加工過程中容易出現(xiàn)一些質量問題,，如內部產生裂紋等缺陷,，其中一個直接原因是由于燒結過程產生的熱應力的作用。LIH材料裂紋缺陷的產生可以歸結為內部熱應力和外部裂紋擴展所致。

LIH材料在壓制成型構成中,，熱壓和冷壓均可能產生裂紋,。本文主要是采用盲孔法對燒結、機加成型的SR40超半球和Φ60圓柱LIH測試件進行殘余應力測試,，總結并分析其表面應力的分布狀態(tài),。

殘余應力測試試驗

經冷壓、燒結成型的LIH棒料在手套箱中進行切削加工而成SR40超半球和Φ60圓柱LIH測試件,，嚴格控制手套箱內濕度,、含氧量及溫度。

測試使用的儀器是聚航科技生產的JHMK殘余應力測試系統(tǒng) ,，由JHYC靜態(tài)應變儀和JHZK鉆孔裝置組成,。三柵電阻應變片，阻值120Ω,，靈敏系數（2.07±1）%,。

盲孔法測試LIH材料殘余應力步驟

1. 劃線、定位,、粘貼電阻應變片,；

2. 電阻應變片與應力測量儀連接；

3. 鉆具安裝及鉆盲孔,；

4. 測讀釋放應變數據,；

5. 殘余應力計算。

測試時將JHYC靜態(tài)應變儀中的16,、17,、18通道分別與應變片中的X、Y,、Z向的絲柵金屬絲連接,。連接方式采用錫焊焊接，釬劑用松香,，焊后用膠帶將導線固定在試件上以防拉斷,。

測試結果及討論

殘余應力測試結果

測試過程中環(huán)境溫度23℃，相對濕度RH62%,。

SR40超半球,、Φ60圓柱的LIH測試件盲孔法測量的各向應變測量值見表1。測試結果顯示,，不同位置,，不同方向上的應變均為負值，說明其所測得的應變方向性正確,。

討論

表1為盲孔法徑向σ_r和周向σ_t殘余應力計算結果,。實驗結果表明,，盲孔法可用于測試LIH材料球形及圓柱形試件的表面殘余應變值，從而計算出被測試點的殘余應力值,。

SR40試件型面殘余應力分布

由表1中的徑向σ_r和周向σ_t殘余應力得到SR40超半球試件的球面和端面殘余應力分布（圖1）,。

圖1a顯示SR40超半球LIH的外型面頂點、30°,、45°,、60°、90°等處殘余應力分布,。徑向σ_r殘余應力均為壓應力,，周向σ_t殘余應力均為拉應力。從球面頂點到45°處,，徑向σ_r逐漸增大,，由-2.8730MPa增加到-9.5670MPa；周向σ_t也逐漸增大,，由0.9059MPa增加到2.2352MPa,。從45°到60°處，徑向σ_r和周向σ_t殘余應力逐漸減小,。從60°到90°徑向σ_r和周向σ_t殘余應力又逐漸增加,，但不超過45°處的殘余應力值,。

圖1b顯示SR40超半球LIH端面的徑向σ_r和周向σ_t殘余應力分布,。端面中心殘余應力值最小，徑向σ_r為-2.2379MPa,，周向σ_t為0.5978MPa,。從中心到端面邊緣，徑向σ_r和周向σ_t殘余應力的大小是逐漸增加,。

Φ60圓柱端面殘余應力分布

圖2為圓柱LIH上端面的徑向σ_r和周向σ_t殘余應力分布狀態(tài),。端面中心殘余應力值最小，從斷面中心到端面邊緣,，徑向σ_r和周向σ_t殘余應力的大小是逐漸增加后又逐漸減小,。

對比圖1b和圖2，圓柱上端面12mm圓周處和SR40超半球端面的徑向σ_r和周向σ_t殘余應力值,。結果表明,，Φ60圓柱的徑向σ_r和周向σ_t殘余應力值跳動較大，說明采用盲孔法測試該點的殘余應力過程中附加應變過大,，其主要來源于鉆盲孔時產生的鉆削附加殘余應變,。

總結

1. 盲孔法可用于經壓制、燒結成型的LIH材料構件的殘余應力測試,。在測試過程中,，需盡量避免鉆盲孔產生較大的附加應變,。

2. SR40超半球LIH測試件的球面45°處殘余應力值*大，徑向σ_r達到-9.5670MPa,，周向σ_t達到2.2352MPa,。球面各點處徑向σ_r殘余應力均為壓應力，而周向σ_t殘余應力均為拉應力,，且徑向σ_r大于周向σ_t,，測試件呈壓應力狀態(tài)。

3. Φ60圓柱LIH端面中心殘余應力值最小,，從端面中心到端面邊緣,，徑向σ_r和周向σ_t殘余應力值是逐漸增加后逐漸減小。