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振动时效消除残余应力的应用效果浅谈
点击次数:797 发布时间:2016-01-20
     振动时效(VSR)对降低或匀化金属结构件的残余应力,提高抗动载变形能力,稳定尺寸精度和防止裂纹有非常好的效果:
 
⑴降低工件内残余应力(峰值)30%-80%,与传统的热时效(TSR)相当,工件无氧化脱碳现象,无需清理氧化皮,减少了辅助工时。
 
⑵与TSR相比提高了工件抗载荷变形能力,振动时效工艺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倍多。
 
⑶是目前超大型结构件和多种材料组合的结构件*时效方法,振动时效还适用于二次时效(一般在半精加工后),是*不受场地、环境、工序和工件形状限制的处理方法。
 
    振动时效(VSR)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。
 
    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。

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