Naprężenie szczątkowe występuje wtedy, gdy nie ma obciążenia zewnętrznego lub wewnętrznych różnic temperatury na konstrukcji lub maszynie. Zwykle jest to wynikiem operacji produkcyjnych lub montażowych. Kiedy surowiec lub maszyna zostanie oddana do użytku, serwis ładuje naprężenia nakładające się. Jeżeli naprężenia szczątkowe zwiększają naprężenia związane z obciążeniem roboczym, są one szkodliwe, jeśli odejmują od obciążeń związanych z obciążeniem roboczym, są one niefunkcjonalne.
Zostanie tu tylko kilka przykładów szkodliwych naprężeń szczątkowych. Po pierwsze, w zespole maszynowym występuje, gdy dwa wałki nie są w linii i są one wtłaczane do połączenia za pomocą sztywnych łączników. Powstające naprężenia w wałach stają się naprężeniami odwracającymi, gdy wałki są obracane. Korekta, gdy idealne wyrównanie nie może być osiągnięte w sposób ekonomiczny, jak to często bywa, polega na użyciu elastycznych sprzęgieł typu niezbędnego dla stopnia niewspółosiowości.
Szkodliwe naprężenia szczątkowe zwykle wynikają z różnicowego ogrzewania lub chłodzenia. Spoina jest częstym przykładem. Metal spoiny i obszary bezpośrednio przylegające są po zestaleniu w znacznie wyższej temperaturze niż główny korpus metalu. Naturalne kurczenie się metalu wzdłuż spawy jest częściowo uniemożliwione przez duży przylegający korpus zimnego metalu. Dlatego też wzdłuż spoiny ustawiane są resztkowe naprężenia rozciągające.
Ogólna zasada mówi, że "ostatni, który ostygnie, jest w napięciu", chociaż istnieje wyjątek, jeśli wystąpią pewne przekształcenia nieprawidłowej struktury. Metody minimalizowania lub odwracania tych naprężeń obejmują wyżarzanie dla odprężania i młotkowania lub śrutowania osłabionej powierzchni. Wyżarzanie wymaga ogrzewania miękkiej stali do 600 ~ 650 ° C, niektóre stale stopowe do 870 ° C , a następnie utrzymujące przez pewien czas, płynęły przez powolne chłodzenie. Niektóre wstępne podgrzewanie
łączone części mogą zminimalizować naprężenia rozciągające w spoinach.
Cienka, ale lekko skuteczna warstwa powierzchniowa naprężenia ściskającego może być indukowana przez procesy nagniatania rolek , kulkowania i kulkowania. Widać, że procesy te twardnieją na warstwie zewnętrznej, powodując w ten sposób naprężenia ściskające wraz z niewielkimi naprężeniami rozciągającymi w sąsiednich warstwach wewnętrznych. Ponieważ warstwa ściskająca jest łatwo uzyskiwana dookoła, procesy te są odpowiednie do odwracania obciążeń i elementów obrotowych, w których naprężenie zmienia się w zależności od naprężenia i ściskania. Procesy te muszą być starannie kontrolowane pod względem nacisków rolek i posuwów, wielkości i prędkości strzału, ect, dla których dostępne są obszerne informacje w podręcznikach inżynierskich i czasopismach.
W procesie nagniatania rolkowego powierzchnia elementu jest obrabiana na zimno za pomocą twardego i wypolerowanego walca lub zestawu rolek. Proces ten stosuje się na różnych płaskich, cylindrycznych lub stożkowych układach (rysunek 39.1). Wygładzanie rolek zmniejsza szorstkość powierzchni poprzez usuwanie zadrapań i śladów narzędzi oraz wywołuje korzystne naprężenia szczątkowe powierzchni ściskającej w celu poprawy trwałości zmęczeniowej. Walcowanie gwintów śrub i wkrętów było od dawna częścią procesu formowania, który nie tylko tworzy, ale wzmacnia następnie nici poprzez deformację i przepływ ziarna wokół korzeni oraz poprzez indukowanie ściskających naprężeń szczątkowych. (Ciąg dalszy)
