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振动时效工艺
点击次数:982 发布时间:2013-09-25

       振动时效是一种新的消除残余应力的工艺方法。它是基于谐波共振的原理,采用合适的激振设备刚性的固定在被振工件适当位置,通过激振力和频率的调整,迫使工件在一定周期外力作用下与共振频率范围内产生振动,经过一定时间后即可达到降低和均化残余应力及尺寸稳定的目的。
  振动时效工艺的特点:设备简单,操作方便;无运输费用;不受工件尺寸、重量、结构和场地的限制;可在加工过程中的任何阶段处理;该工艺可处理铸、焊、锻、热轧的黑色金属也可处理有色金属;该工艺节省能源,处理时间短。
  振动时效工艺参数选择:振动时效工艺效果的好坏,主要视其工艺参数的选择是否合理,特别是振动频率和动应力值对具有决定性的两个参数。但构建的重要,结构形状不同,其工艺参数也各异;一般情况下在材料屈服极限范围内动应力值取得越大,振动时效的效果越好。
  振动时效消除残余应力使工件获得尺寸稳定性的机理可以从宏观和微观两方面解释:
  宏观上,当σ动+σ残≥σS时(σ动--激振器施加给工件的周期性动应力,σ残--残余应力,σS--材料屈服强度极限),工件会产生少量的塑性变形,使残余应力峰值下降,原来不稳定的残余应力得到松弛和匀化。同时由于包辛格效应,经一定时间的循环后,工件材料的当量屈服强度由原来的σS上升,直到与所受的应力相等,工件内部不再产生新的塑性变形,此时塑性变形变成弹性变形,工件的弹性性能得到强化,从而使工件的几何尺寸趋于稳定性。
  微观上,因金属具有将机械能转变成热能的性质,即使在σ动+σ残≤σS时,也会产生微观的塑性变形。其机理为:由振动输入的活化能使位错移动,在位错塞积群的前沿引起应力集中而产生塑性变形;同时,迁移的位错切割位错群,以致使位错钉孔,材料基体得到强化,使松弛刚度增大,工件获得尺寸稳定性。
  振动时效对降低或者匀化金属构建的残余应力,提高抗动载变形能力,防止裂纹有非常好的效果;与热时效相比提高了工件抗载荷变形能力,的应用使工件抗静载变形能力提高30%以上,抗动载变形能力提高1~3倍;的应用还可以带来较大的经济效益,大量事实证明:振动时效是一种环保、节能、的工艺方法,随着应力测试技术的不断发展和工艺措施更趋科学合理,振动时效法将有更广阔的应用前景。

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