Если напряжения выше предела упругости, охлаждение после предварительного нагрева вызывает появление остаточных деформаций. Последующий нагрев изменяет величину и знак остаточных деформаций и т. д. В результате происходит постепенное накапливание остаточных деформаций, которое в материалах может привести к разрушению через сравнительно небольшое число циклов нагрева и охлаждения.
В двигателях транспортных машин и тракторов, работающих с большими колебаниями температур, головки цилиндров находятся в особенно тяжелых условиях. Первая поверхностная трещина, появившаяся из-за переменных по знаку упругопластических деформаций, будет увеличиваться вследствие коррозии, вызываемой агрессивными продуктами сгорания.
Работа по повышению надежности головок цилиндров двигателей СМД-7 и СМД-14 сводилась к уменьшению перечисленных выше составляющих напряжений. Очень большой объем работ выполнен по исследованию и уменьшению остаточных литейных напряжений в головках цилиндров.
Остаточные напряжения определялись методом проволочными датчиками.
Сущность метода заключается в том, что на готовую деталь наклеиваются проволочные датчики сопротивления в местах, представляющих интерес с точки зрения остаточных напряжений. Затем из детали вырезаются участки с наклеенными датчиками и по относительному изменению сопротивления датчиков в масштабе прибора определяется величина остаточных напряжений с обратным знаком.
Принятая схема наклейки датчиков позволяла определить напряжения в местах появления трещин. Как показывают данные измерений, в головках цилиндров двигателя СМД-7, отлитых по первоначальной технологии, остаточные напряжения отличались большой нестабильностью и во многих случаях достигали очень высоких значений. В местах появления трещин максимальные растягивающие остаточные напряжения доходили до 860 кГ/см2.