定義
振動時效處理是工程材料常用的一種消除其內(nèi)部殘余內(nèi)應(yīng)力的方法,是通過振動,使工件內(nèi)部殘余的內(nèi)應(yīng)力和附加的振動應(yīng)力的矢量和達(dá)到超過材料屈服強(qiáng)度的時候,使材料發(fā)生微量的塑性變形,從而使材料內(nèi)部的內(nèi)應(yīng)力得以松弛和減輕。
振動時效的機(jī)理
振動時效的實質(zhì)是通過振動的形式給工件施加一個動應(yīng)力,當(dāng)動應(yīng)力與工件本身的殘余應(yīng)力疊加后,達(dá)到或超過材料的微觀屈服極限時,工件就會發(fā)生微觀或宏
觀的局部、整體的彈性塑性變形,同時降低并均化工件內(nèi)部的殘余應(yīng)力,最終達(dá)到防止工件變形與開裂,穩(wěn)定工件尺寸與幾何精度的目的。
振動時效工藝的簡單程序
振動處理技術(shù)又稱做振動消除應(yīng)力,在我國又稱做振動時效。它是將一個具有偏心重塊的電機(jī)系統(tǒng)(稱做激振器)安放在構(gòu)件上,并將構(gòu)件用橡皮墊等彈性物體
支承,通過控制器起動電機(jī)并調(diào)節(jié)其轉(zhuǎn)速,使構(gòu)件處于共振狀態(tài)。約經(jīng)20~30分鐘的振動處理即可達(dá)到調(diào)整殘余應(yīng)力的目的。
可見,用振動調(diào)整殘余應(yīng)力技術(shù)是十分簡單和可行的。
振動時效工藝特點
振動時效之所以能夠部分地取代熱時效,是由于該項技術(shù)具有一些明顯的特點。
1.機(jī)械性能顯著提高
經(jīng)過振動處理的構(gòu)件其殘余應(yīng)力可以被消除20%~80%左右,高拉應(yīng)力區(qū)消除的比低應(yīng)力區(qū)大。因此可以提高使用強(qiáng)度和疲勞壽命,降低應(yīng)力腐蝕。
可以防止或減少由于熱處理、焊接等工藝過程造成的微觀裂紋的發(fā)生??梢蕴岣邩?gòu)件抗變形的能力,穩(wěn)定構(gòu)件的精度,提高機(jī)械質(zhì)量。
2.適用性強(qiáng)
由于設(shè)備簡單易于搬動,因此可以在任何場地上進(jìn)行現(xiàn)場處理。它不受構(gòu)件大小和材料的限制,從幾十公斤到幾百噸的構(gòu)件都可使用振動時效技術(shù)。特別是對一些大型構(gòu)件無法使用熱時效處理時,振動時效就具有更加突出的優(yōu)越性。
3.節(jié)省時間、能源和費(fèi)用
振動時效只需30分鐘即可進(jìn)行下道工序。而熱時效至少需一至二天以上,且需大量的煤油、電等能源。因此,相對于熱時效來說,振動時效可節(jié)省能源90%以上,可節(jié)省費(fèi)用90%以上,特別是可以節(jié)省建造大型燜火窯的巨大投資。
振動時效工藝的發(fā)展及應(yīng)用