Взаимодействие перечисленных причин приводит нередко к образованию столь больших напряжений растяжения в поверхностных слоях детали, что возможно появление трещин. Для многих деталей желательно создание сжимающих напряжений в поверхностных слоях, благоприятно влияющих на повышение их усталостной прочности. Знание характера распределения, а также качественная и количественная характеристики остаточных
напряжений весьма важны для повышения качества деталей и правильного построения технологических процессов их изготовления. В связи с этим в последнее время большое внимание уделяется разработке методов упрочняющей технологии, обеспечивающих повышение прочности и живучести деталей машин.
Рассмотрим в качестве примера влияние первой из перечисленных причин — изменение объема при охлаждении — на образование остаточных напряжений в стальном диске, нагретом до 700— 800° С. Сначала остывает наружный слой, который при температуре ниже 500° С, стремясь сократиться в диаметре, сжимает еще горячую и пластичную сердцевину. В результате наружные слои Упруго растянуты, а внутренние сжаты. Эпюра напряжений для этого периода дана на рис. 51, вверху.
Последующее охлаждение диска связано сначала с возрастанием разности температур между сердцевиной и наружным слоем, а затем с ее уменьшением. При этом напряжения соответственно увеличиваются, а затем уменьшаются по величине. При дальнейшем охлаждении сердцевина стягивает наружный, остывший слой, создавая в нем напряжения сжатия. Эпюра напряжений в остывшем диске показана на рис. 51, снизу.
Напряжения в результате структурных превращений наблюдаются в стальных деталях при переходе аустенита в мартенсит.
На величину и распределение напряжений в металле действуют и такие факторы, как конфигурация детали, равномерность нагрева, прокаливаемость, величина зерна, температура отпуска. Влияние этих факторов было изучено во многих исследованиях. Результаты этих исследований, однако, не дают достоверных представлений о величине напряжений, и картину образования последних можно скорее оценить с качественной стороны.