振動時效、振動去應(yīng)力設(shè)備、時效處理機(jī)

殘余應(yīng)力對金屬構(gòu)件的影響

1.對金屬材料屈服極限的影響

2.殘余應(yīng)力對疲勞壽命的影響

3.殘余應(yīng)力對構(gòu)件變形的影響

4.殘余應(yīng)力對金屬脆性破壞的影響

振動時效、振動去應(yīng)力設(shè)備、時效處理機(jī)第三章消除殘余應(yīng)力的方法

一、自然時效

自時效是通過把零件暴露于室外，經(jīng)過幾個月甚至幾年的時間，使其尺寸精度達(dá)到穩(wěn)定的一種方法。這種時效方法早已被普遍采用。大量的試驗(yàn)研究和生產(chǎn)實(shí)踐證明，自然時效具有穩(wěn)定鑄件尺寸精度的良好效果。

二、熱時效

1.用的工藝方法就是進(jìn)行消除應(yīng)力的退火，這種方法的特點(diǎn)就是能夠大幅度的降低構(gòu)件的殘余應(yīng)力，尺寸精度穩(wěn)定。

構(gòu)件加熱到400－700°C時，技術(shù)構(gòu)件即具有相當(dāng)?shù)膯涡?，同時具有明顯的塑性，這個溫度范圍稱為彈性轉(zhuǎn)變溫度。

2.影響熱時效效果的因素

a.熱時效中，退火溫度是影響消除殘余應(yīng)力效果的重要因素。

b.熱時效保溫時間

c.熱時效升溫速度

d.熱時效降溫速度

e.熱時效爐的溫差

f.工件在爐中的放置與支撐

三、靜態(tài)過載法   

是以靜力或靜力矩的形式，暫時加載于構(gòu)件上，并在這種載荷下保持一段時間，從而使零件尺寸精度獲得穩(wěn)定的時效方法。

用于焊接件時需要將載荷加大到使原來應(yīng)力與附加應(yīng)力之和接近于材料的屈服極限，才能消除殘余應(yīng)力。

靜態(tài)過載法的精度穩(wěn)定性效果，取決于附加應(yīng)力的大小及應(yīng)力下保持時間。

特別指出，靜態(tài)過載法處理后構(gòu)件中仍然保持著相當(dāng)大的殘余應(yīng)力。

四、熱沖擊時效法

1970年前后出現(xiàn)的一種新穎的穩(wěn)定工件尺寸精度的時效工藝法。

其實(shí)質(zhì)就是將工件進(jìn)行快速加熱，使加熱過程中造成的熱應(yīng)力正好與殘余應(yīng)力疊加，超過材料的屈服極限引起塑性變形，從而使原始?xì)堄鄳?yīng)力很快松弛并穩(wěn)定化。

五、超聲波時效法超聲波時效法首先在前蘇聯(lián)誕生，并在發(fā)達(dá)國家得到推廣，該對消除應(yīng)力非常嚴(yán)格的領(lǐng)域。

1.投資少

2.生產(chǎn)周期短

3.使用方便

4.適應(yīng)性強(qiáng)

5.節(jié)約能源，降低成本

6.機(jī)械性能顯著提高

7.符合環(huán)保要求

8.操作簡單，易于實(shí)現(xiàn)機(jī)械自動化。

9.可避免金屬零件在熱時效過程中產(chǎn)生的翹曲變形、氧化、脫碳及硬度降低等缺陷。

二、振動時效的機(jī)理

1.從宏觀的角度分析，振動時效使零件產(chǎn)生塑性變形，降低和均化殘余應(yīng)力并提高材料的抗變形能力，無疑是導(dǎo)致零件尺寸精度穩(wěn)定的基本原因。由振動時效的加載試驗(yàn)結(jié)果可知，振動時效件的抗變形能力不僅高于未經(jīng)時效的零件，也高于經(jīng)熱時效處理的零件。

2.從微觀方面分析，振動時效可視為一種以循環(huán)載荷的形式施加于零件上的一種附加的動應(yīng)力。

3.從錯位、晶格滑移等金屬學(xué)理論上解釋，其主要觀點(diǎn)是振動時效處理過程實(shí)際上是通過在工件的共振狀態(tài)下，給工件的每一部位（晶格）施加一定的動能量，如果施加的這個能量值與微觀組織本身原有的能量值之和，足以克服微觀組織周圍的井勢（恢復(fù)平衡的束縛力），則微觀區(qū)域必然會產(chǎn)生塑性變形，使產(chǎn)生殘余應(yīng)力的歪曲晶格得以慢慢地恢復(fù)平衡狀態(tài)，使應(yīng)力集中處的錯位得以滑移并重新釘扎，達(dá)到消除和均化殘余應(yīng)力的目的。

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