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振動時效工藝
點擊次數(shù):3215 更新時間:2013-09-25

       振動時效是一種新的消除殘余應(yīng)力的工藝方法。它是基于諧波共振的原理,采用合適的激振設(shè)備剛性的固定在被振工件適當位置,通過激振力和頻率的調(diào)整,迫使工件在一定周期外力作用下與共振頻率范圍內(nèi)產(chǎn)生振動,經(jīng)過一定時間后即可達到降低和均化殘余應(yīng)力及尺寸穩(wěn)定的目的。
  振動時效工藝的特點:設(shè)備簡單,操作方便;無運輸費用;不受工件尺寸、重量、結(jié)構(gòu)和場地的限制;可在加工過程中的任何階段處理;該工藝可處理鑄、焊、鍛、熱軋的黑色金屬也可處理有色金屬;該工藝節(jié)省能源,處理時間短。
  振動時效工藝參數(shù)選擇:振動時效工藝效果的好壞,主要視其工藝參數(shù)的選擇是否合理,特別是振動頻率和動應(yīng)力值對具有決定性的兩個參數(shù)。但構(gòu)建的重要,結(jié)構(gòu)形狀不同,其工藝參數(shù)也各異;一般情況下在材料屈服極限范圍內(nèi)動應(yīng)力值取得越大,振動時效的效果越好。
  振動時效消除殘余應(yīng)力使工件獲得尺寸穩(wěn)定性的機理可以從宏觀和微觀兩方面解釋:
  宏觀上,當σ動+σ殘≥σS時(σ動--激振器施加給工件的周期性動應(yīng)力,σ殘--殘余應(yīng)力,σS--材料屈服強度極限),工件會產(chǎn)生少量的塑性變形,使殘余應(yīng)力峰值下降,原來不穩(wěn)定的殘余應(yīng)力得到松弛和勻化。同時由于包*效應(yīng),經(jīng)一定時間的循環(huán)后,工件材料的當量屈服強度由原來的σS上升,直到與所受的應(yīng)力相等,工件內(nèi)部不再產(chǎn)生新的塑性變形,此時塑性變形變成彈性變形,工件的彈性性能得到強化,從而使工件的幾何尺寸趨于穩(wěn)定性。
  微觀上,因金屬具有將機械能轉(zhuǎn)變成熱能的性質(zhì),即使在σ動+σ殘≤σS時,也會產(chǎn)生微觀的塑性變形。其機理為:由振動輸入的活化能使位錯移動,在位錯塞積群的前沿引起應(yīng)力集中而產(chǎn)生塑性變形;同時,遷移的位錯切割位錯群,以致使位錯釘孔,材料基體得到強化,使松弛剛度增大,工件獲得尺寸穩(wěn)定性。
  振動時效對降低或者勻化金屬構(gòu)建的殘余應(yīng)力,提高抗動載變形能力,防止裂紋有非常好的效果;與熱時效相比提高了工件抗載荷變形能力,的應(yīng)用使工件抗靜載變形能力提高30%以上,抗動載變形能力提高1~3倍;的應(yīng)用還可以帶來較大的經(jīng)濟效益,大量事實證明:振動時效是一種環(huán)保、節(jié)能、的工藝方法,隨著應(yīng)力測試技術(shù)的不斷發(fā)展和工藝措施更趨科學(xué)合理,振動時效法將有更廣闊的應(yīng)用前景。

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