Релаксацией напряжений в металле называется процесс самопроизвольного затухающего падения напряжений во времени.
Процесс релаксации можно представить следующим образом: пусть болту сообщена некоторая упругая деформация путем завинчивания гайки. При этом в болте создается напряжение. Нагрев болтового соединения до высокой температуры вызовет через некоторое время снижение напряжения и тем значительнее, чем выше температура и время выдержки болта под нагрузкой.
Процесс релаксации проявляется наиболее наглядно ро фланцевых соединениях, работающих в условиях высоких температур. Вместе с тем этот процесс играет большую роль в уменьшении величин рабочих напряжений, а также напряжений, вызванных приложением к детали постоянной нагрузки или постоянной составляющей температурных напряжений.
Возникновение остаточных деформаций в процессе релаксации позволяет рассматривать его как процесс ползучести при уменьшающемся напряжении. Однако механизмы релаксации имеют ряд особенностей, связанных с влиянием на нее процессов диффузии и самодиффузии.
Установлено, что релаксация протекает преимущественно путем сдвигово-дислокационного механизма, развивающегося в первую очередь по поверхностям раздела, т. е. на границах зерен, блоков, вторичных фаз и по плоскостям скольжения, в которых произошел сдвиг. Этот механизм релаксационных процессов называется пограничной релаксацией. Кроме того, релаксация напряжений может происходить за счет диффузионных процессов во всем объеме металла. Этот механизм релаксации получил название объемной.
Пограничная релаксация обусловлена тем, что поверхности раздела не способны в течение длительного времени нести приложенные к ним скалывающие напряжения и происходящий сдвиг вдоль границ приводит к перераспределению приложенных к ним напряжений. При этом считается, что при снятии напряжений на поверхностях раздела, протекающем по экспоненциальному закону, происходит концентрация их у стыков зерен, блоков и других узлов жесткости структуры, способных нести напряжения.
Объемная релаксация, очевидно, играет второстепенную роль в поликристаллических металлах, и ее доля в общем процессе релаксации незначительна. Ее можно представить как упорядочение неупорядоченных участков кристаллической решетки. При этом предполагается, что диффузия атомов через поверхности раздела отсутствует.
