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振動時效消除殘余應力的應用效果淺談
點擊次數:2363 更新時間:2016-01-20
     振動時效(VSR)對降低或勻化金屬結構件的殘余應力,提高抗動載變形能力,穩(wěn)定尺寸精度和防止裂紋有非常好的效果:
 
⑴降低工件內殘余應力(峰值)30%-80%,與傳統(tǒng)的熱時效(TSR)相當,工件無氧化脫碳現(xiàn)象,無需清理氧化皮,減少了輔助工時。
 
⑵與TSR相比提高了工件抗載荷變形能力,振動時效工藝的應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倍多。
 
⑶是目前超大型結構件和多種材料組合的結構件*時效方法,振動時效還適用于二次時效(一般在半精加工后),是*不受場地、環(huán)境、工序和工件形狀限制的處理方法。
 
    振動時效(VSR)消除殘余應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力,σ殘--殘余應力,σS--材料屈服強度極限),工件會產生少量的塑性變形,使殘余應力峰值下降,原來不穩(wěn)定的殘余應力得到松弛和勻化。同時由于包*效應,經一定時間的循環(huán)后,工件材料的當量屈服強度由原來的σS上升,直到與所受的應力相等,工件內部不再產生新的塑性變形,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。
 
    微觀上,因金屬具有將機械能轉變成熱能的性質,即使在σ動+σ殘≤σS時,也會產生微觀的塑性變形。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力集中而產生塑性變形;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。

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