振动时效工艺 返回列表页

振动时效工艺

振动时效技术是对工件施加变化的循环载荷来消除和减少内部残余应力。该技术具有耗能少、*、无污染、---158--6668---8772处理快速等优点，广泛应用于消除焊接件、重型工件的残余应力。

振动时效原理

　　振动时效是用激振设备在构件残余应力集中处施加等幅交变循环激振力，构件在共振状态下获得较大的激振动应力，在某个方向上的合应力超过材料的屈服极限，该处会产生屈服变形，引起残余应力松弛并释放出来，使残余应力均匀分布。这种方法不仅能有效地降低峰值残余应力，而且能使整体残余应力值下降。

　　下图为金属材料受等幅交变应变ε_B-ε_C作用时的应力应变曲线，图中OA为弹性载荷段，构件的初始残余应力为σ_A，ACB是次发生屈服变形后的应力应变曲线。构件内的总应力超过屈服点而发生变形，在C处残余应力沿弹性卸载荷线CB'下降，经过D点后曲线偏离CB'至B点，完成一次交变应变循环。经过多次交变循环后，曲线循环稳定为C'E'B"EC'，此时残余应力由σ_A减小至σ_E，残余应力减小至稳定的过程就是振动时效宏观机理的直观表示。

　　要消除或减小工件中的残余应力，必须满足以下条件：

　　(1)构件内部残余应力与激振器施加的激振动应力叠加后的总应力应超过材料屈服极限。即σ_残+σ_动>σ_s，其中：σ_残为构件内部残余应力，σ_动为激振动应力，σ_s为材料的屈服极限。

　　(2)随着振动时效时间的增长，构件内部的残余应力会由于发生塑性屈服而下降。当残余应力降低到与振动应力叠加后等于新的屈服极*，构件内的将达到平衡，使构件尺寸稳定性得到提高。

　　(3)残余应力随时效振动的进行而降低，并终达到平衡，如果要继续降低σ_残，就必须增大σ_动，否则在构件达到平衡后的振动是无效的。

　振动时效工艺　从微观角度来看，残余应力降低的本质是通过某种微观或局部的塑性变形使构件中的弹性应变能逐渐释放的过程。构件晶体内有大量位错存在，在循环应变下，位错克服阻力产生滑移，使晶体产生微观塑性变形，残余应力的峰值降低，使构件原来的内应力场发生改变，内应力降低并重新分布,进而达到平衡。

　　在振动交变应力的连续激励下，会不断被激发出位错。随着不断对构件施加循环应力，位错将会变得更加均匀，位错的移动，即晶体屈服的开始，此时材料开始发生塑性变形。上述过程将会使应力集中区的应力减小，残余应力的峰值降低。

振动时效特点

　　在机械制造、航空、化工器械、动力机械等行业中，用钢、铸铁、有色合金等材料制造的各类零件成功地采用了振动时效。振动时效之所以得到各方面的普遍重视，是由于它具有如下特点：

　　1、投资少。与热时效相比，它无需庞大的时效炉，可节省占地面积与昂贵的设备投资。现代工业中的大型铸件与焊接件，如采用热时效消除应力则需建造大型时效炉，不仅造价昂贵，利用率低，而且炉内温度很难均匀，消除应力效果很差。采用振动时效可以*避免这些问题。

　　2、生产周期短。自然时效需经几个月的长期放置，热时效亦需经数十小时的周期方能完成，而振动时效一般只需振动数十分钟即可完成。而且，振动时效不受场地限制，可减少工件在时效前后的往返运输。如将振动设备安置在机械加工生产线上，不仅使生产安排更紧凑，而且可以消除加工过程中产生的应力。

　　3、使用方便。振动设备体积小，重量轻，便于携带。由于振动处理不受场地限制，振动装置又可携至现场，所以这种工艺与热时效相比，使用简便，适应性较强。

　　4、节约能源，降低成本。在工件的共振频率下进行时效处理，耗能极小。实践证明，功率为186~746W的机械式激振器可振动150t以下的工件，故粗略计算其能源消耗仅为热时效的3%~5%，成本仅为热时效的8%~10%。

　　5、振动时效操作简便，易于实现机械化自动化。可避免金属工件在热时效过程中产生的翘曲变形、氧化、脱碳及硬度降低等缺陷，是目前能进行二次时效的方法。北京 上海 天津 重庆 石家庄 唐山 秦皇岛 邯郸 邢台 保定 张家口 承德 沧州 廊坊 衡水太原 大同 阳泉 长治 晋城 朔州 晋中 运城 忻州 临汾 吕梁 呼和浩特 包头辽宁： 沈阳 大连 鞍山 抚顺 本溪 丹东 锦州 营口 阜新 辽阳 盘锦 铁岭 朝阳 葫芦岛 长春 吉林 哈尔滨 齐齐哈尔南京 无锡 徐州 常州 苏州 南通 连云港 淮安 盐城 扬州 镇江 泰州 宿迁 杭州 宁波 温州 嘉兴 湖州 绍兴 金华 衢州 舟山 台州 丽水 合肥 芜湖 蚌埠 淮南 马鞍山 淮北 铜陵 安庆 黄山 滁州 阜阳 宿州 巢湖 六安 亳州 池州 宣城 福州 厦门 莆田 三明 泉州 漳州 南平 龙岩 宁德 南昌 景德镇 萍乡 九江 新余 鹰潭 赣州 吉安 宜春 抚州 上饶 青岛 淄博 枣庄 东营 烟台 潍坊 威海 济宁 泰安 日照 莱芜 临沂 德州 聊城 滨州 菏泽 郑州 开封 洛阳 平顶山 焦作 鹤壁 新乡 安阳 濮阳 许昌 漯河 三门峡 南阳 商丘 信阳 周口 驻马店 武汉 黄石 襄樊 十堰 荆州 宜昌 荆门 鄂州 孝感 黄冈 咸宁 随州长沙 株洲 湘潭 衡阳 邵阳 岳阳 常德 张家界 益阳 郴州 永州 怀化 娄底 湘西 广州 深圳 珠海 汕头 韶关 佛山 江门 湛江 茂名 肇庆 惠州 梅州 汕尾 河源 阳江 清远 东莞 中山 潮州 揭阳 云浮 南宁 成都 贵阳 六盘水 遵义 昆明 曲靖 西安 西宁 银川 乌鲁木齐