时效的分类以及振动时效
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时效工艺简介一、序时效加工是机械制造业的基础工艺,最早投入实际运用的是自然时效,而后是热时效,振动时效工艺是在六十年代出现的新时效工艺技术,通过近三十年的探索和开发不断完善。
我国七十年代开始生产振动时效设备,一九八六年振动时效工艺方法通过鉴定,一九九一年发布JB-5925、JB/T5926行业标准,从九十年代初期开始生产自动化设备—TZ21系列智能型振动时效装臵,一九九七年“RSR 系列全自动振动消除应力专家系统”投放市场,逐步开发、完善了振动时效设备的产品系列,使我国的振动时效设备生产技术和振动时效工艺技术跨入世界先进行列。
二、热时效和自然时效工艺简介热时效(TSR)工艺是目前广泛采用的传统机械加工方法,其原理是用炉窑将金属结构件加热到一定温度,保温后控制降温,达到消除残余应力的目的,可以保证加工精度和防止裂纹产生。
TSR工艺广泛应用于几乎所有机械产品生产厂,在中国有几万家企业每年有数十万吨的机械金属结构件采用TSR,其所消耗的重油、电、煤气和原煤折合标准煤为140-240kg/吨左右,由此可见TSR工艺耗能已不容忽视,其对环境造成的污染之大也是有目共瞩的。
TSR工艺的基本工装低温时效炉目前造价约为人民币4000元/立方米左右,年维护费用为人民币300-400元/立方米,加上运输、其它辅助工作(如去除氧化皮等),每吨金属结构件的处理费用将高达人民币400-600元。
自然时效(NSR)是将工件长时间露天放臵(一般长达六个月至一年左右),利用环境温度的季节性变化和时间效应使残余应力释放,由于周期太长和占地面积大,仅适应长期单一品种的批量生产和效果不理想,目前应用的较少。
三、振动时效振动时效(VSR)工艺是一种可完全取代TSR和NSR的工艺,其原理是用振动消除残余应力,可达到TSR工艺的同样效果,并在许多性能指标上超过TSR。
VSR工艺耗能少(是TSR的2%左右)、设备投资少和效率高,其在节能、减少环境污染和提高产品性能方面有卓越的表现,使得这一高新技术在各行各业中有广泛的应用前景。
振动时效仪使用方法2013/8/6 23:23:34标签:振动时效设备振动时效装置振动时效机振动时效仪为了运用户能更快,非常好的把握振动时效仪的运用办法、操作窍门、简略技术的施行办法及在运用过程中的注意事项,在运用手册的基础上摘抄、剪接、优化而成,本运用指南。
旨在短时刻内使操作者能疾速把握振动时效的运用办法和技术施行的根本过程。
一、振动时效仪的原理振动时效是将一个具有偏疼重块的电机体系(激振器)刚性地固定在被振构件上,对构件施加一交变的周期外力,当这一周期外力与剩余应力叠加到达或超越资料的屈从极限时,就会使构件有些发生塑性变性或晶格滑移,然后下降和均化剩余应力,到达安稳尺度不变形之意图。
二、振动时效仪的组成一套完好的振动时效仪是由主操控箱、激振器、拾振器、打印体系、弹性胶垫、隶属装卡东西及有关衔接线组成。
设备的每有些均属专用描绘特别各衔接线插头都有所区别,衔接时依照插头的指示连接通常不会插错,凡需拧紧的部位需拧紧防止振荡过程中松动,影响运用作用。
三、振动时效仪的运用及操作(一)振前预备期间操作者可依据需求振荡构件的几许形状尺度、巨细,吨位、长宽高的份额等,用专用胶垫对构件进行支撑。
激振器用专用卡具刚性的固定在恰当部位,卡具需求拧紧,防止振荡时松动,形成电机损坏。
拾振器吸在构件的振幅较大处。
激振器的档位应依据构件的振幅从小到大进行调整,偏疼的紧固螺丝用内六角扳手宁紧,防止滑当。
注:对可直接振荡的构件能够直接振荡,可依据剖析,判别的振型,在节点处放置弹性支撑。
支撑点可为二点、三点或四点。
特别构件的支撑应以平稳为准。
关于非直接振荡的构件,应采纳降频办法。
首要的降频办法包含:悬臂,串联和组合等办法。
(二)设备的操作过程振动时效仪具有手动、主动、预置等功用。
关于生疏的构件为了寻觅其固有频率和共振峰,应先用手动作业形式,以断定其根本技术参数。
如:共振峰值,激振器档位,拾振器方位等。
(1)手动作业形式及操作办法过程为:1、翻开总电源开关:此刻液晶屏显现。
振动时效工艺性验证【摘要】本文简述了振动时效工艺的原理以及工艺特点,并对振动时效的应用及评定进行了详细的分析与探讨。
【关键词】振动时效;工艺;应用前言机械零件在加工过程中由于残余应力的存在,经常发生很大的变形,严重影响了机械产品的精度。
因此,在半精加工后,精加工前必须增加一道除应力工序,千方百计地消除、降低或均化金属构件的残余应力,保证精加工后精度稳定,确保装配精度的要求。
1、振动时效工艺的原理振动时效是通过改变作用于工件上激振器的转速和偏心距产生激振力,使工件发生共振,从而在工件上需要时效的部位产生一定幅度、一定频率的交变运动,使工件吸收振动的能量,在工件内部产生一定的微观粘弹塑性变形,使残余应力得到释放或重新分布。
其实质就是以振动的形式给工件施加附加应力,当附加应力与残余应力叠加后,达到或超过材料的屈服极限时,工件就会发生微观或宏观塑性变形,从而在一定程度上降低和均化工件内部的残余应力,提高工件在使用期的尺寸稳定性及疲劳寿命等性能。
2、振动时效工艺及特点为消除、降低或均化金属构件的残余应力,在生产实践中常采用的方法有三大类:(1)热时效----前期投资大,能源消耗大,时间周期长,且处理后零件氧化严重、变形量较大,精加工前不宜适用。
(2)自然时效----是以前精加工前最为广泛采用的处理方法。
虽然尺寸稳定性好,应力消除较为完全,但周期太长。
需半年以上甚至一年以上,根本不能适应现代快捷的加工要求。
(3)振动时效----工艺十分简单。
它是将一个具有偏心重块的电机系统(称作激振器)安放在待处理的构件上,并将构件用橡皮件等弹性物体支承,通过控制器启动电机并调节其转速,寻找到并精确稳定在亚共振区,使构件处于共振状态。
经过10-20分钟的处理,即可达到消除残余应力的目的。
该技术有一些明显的特点:a.被处理工件的机械性能显著提高。
可以提高构件的抗变形能力,稳定构件的精度,提高机械质量。
b.适用性强,工作方便。
超声波振动时效超声波振动是一种利用超声波在物质中传播的振动波动,具有广泛的应用领域。
超声波振动时效是指在超声波振动作用下,物质的材料性能和结构发生变化的过程。
本文将从超声波振动的原理、应用领域、影响因素以及时效机制等方面进行探讨。
一、超声波振动的原理超声波是指频率超过人耳听觉范围20kHz的声波,其振动形式是由质点的周期性振动和相邻质点之间的传导形成的。
超声波以高频高能量的方式传递,能够产生机械振动和声波热效应。
超声波振动的原理主要包括声波的传播、幅度的变化和波长的特性。
超声波在物质中传播时,会产生机械振动。
当超声波传导到物质中时,其振动会引起物质分子、原子和离子的位移和相互作用,从而改变物质的性能和结构。
二、超声波振动的应用领域超声波振动具有广泛的应用领域,主要包括材料加工、化学合成、生物医学、环境保护等方面。
在材料加工方面,超声波振动可用于金属焊接、塑料焊接、热处理、表面改性等工艺过程。
超声波振动能够提高材料的加工效率和质量,减少能耗和环境污染。
在化学合成方面,超声波振动可用于溶液混合、催化反应、晶体生长等过程。
超声波振动能够促进化学反应的进行,提高反应速率和产率。
在生物医学方面,超声波振动可用于医学成像、治疗和药物传递等领域。
超声波振动可以对人体组织进行非侵入性检测和治疗,具有安全、无创和高效的特点。
在环境保护方面,超声波振动可用于水处理、废气处理、固体废弃物处理等过程。
超声波振动能够去除水中的污染物、分解有机物和净化空气等,具有环保和节能的优势。
三、超声波振动的影响因素超声波振动的效果受到多种因素的影响,包括频率、振幅、能量密度、介质性质等。
频率是指超声波振动的周期性,不同频率的超声波对物质的作用效果不同。
通常情况下,高频率的超声波具有更强的能量和更小的波长,对物质的影响更明显。
振幅是指超声波振动的幅度大小,振幅越大,超声波的能量越强,对物质的作用效果越显著。
能量密度是指单位体积内超声波所携带的能量,能量密度越高,超声波对物质的作用效果越明显。
振动时效设备的原理是怎样的振动时效设备是一种将金属制品在振动条件下进行时效处理的设备。
振动时效是一种新型的金属材料时效热处理方法,它能够缩短时效时间,提高时效效果,同时能够降低能源消耗和生产成本,具有重要的经济意义和现实价值。
那么,振动时效设备的原理是怎样的?本文将从振动原理、时效原理和设备结构等方面进行介绍。
振动原理振动时效设备利用振动的作用,将金属材料在相应的温度下进行时效处理。
振动的作用主要是从加速材料的析出过程中的扩散过程,使得在晶界堆积的原子、非金属原子等起到更好的扩散作用,从而降低扩散过程的能量,并提高材料的硬度和强度。
时效原理振动时效热处理方法主要是在一定的温度下,通过调控振动的条件,使得材料中的固溶体原子逐渐沉淀出来,并从晶界和位错锁定点等地方,析出一些相对便于析出的硬度和强度。
其步骤包括:溶解、固溶体原子的沉淀、相变、位错移动和纠缠,分散。
设备结构振动时效设备主要包括三个部分,分别是:振动传感器、振幅控制器和加热装置。
其中振动传感器主要是为了控制振动的频率和振幅,振幅控制器是负责控制振幅的大小,而加热装置则是为了将金属材料升温到时效处理需要的温度。
振动时效设备主要采用的是电磁振动的原理。
通过电磁感应的作用,将磁场发生变化,从而在振动传感器中产生电流,通过电流的作用,使得振动传感器可以产生相应的振动。
同时,振幅控制器可以控制振动幅度的大小和频率等参数,从而实现对振动的调控。
总的来说,振动时效设备建立在振动和材料热处理的基础上,通过振动加速材料中的沉淀过程,提高材料的硬度和强度,缩短热处理时间,降低生产成本,具有重要的经济意义和现实价值。
一、总则本指导书适用于焊接结构振动时效工艺指导。
二、引用标准《振动时效效果评定方法》 JB/T5926—2005《设备使用说明书》三、适用范围本标准规定了振动时效工艺参数的选择及技术要求和振动时效效果的评定方法。
本标准适用于碳钢、低合金钢、不锈钢、铸铁、有色金属(铜铝锌及合金)等铸件、锻件、焊接件的振动时效处理。
四、术语、符号。
4.1激振点:振动时效时给构件的施力点称为激振点。
4.2支撑点:为了对构件进行振动时效面选择的支撑构件位置。
4.3动应力:激振力引起构件谐振响应时,在其内部产生的应力称为动应力,矢量符号为Od(幅值)。
单位为(MPa)。
4.4共振:当激振力提供的周期性激振力的频率与系统固有频率接近或相等时,构件的振幅急剧增大的现象称为共振。
4.5振型:共振时,构件表面上所有质点振动的包络线(面),即为振型,包括弯曲、扭曲、钟振型和鼓振型。
4.6节点(节线):振动时效时,构件振幅最小处称为节点(节线)。
4.7主振频率:在激振装置的频率范围内,引起构件谐振响的频率中,频率低、位移振幅大的频率称为主振频率。
4.8附振频率:除主振频率以外的其它频率。
4.9扫频:固定偏心,将激振力的频率由小调大的过程,称为扫频。
4.10扫频曲线:随着频率的变化,构件振动响应发生变化,反映振动响应与频率之间的关系曲线称为扫频曲线。
4.11时效曲线:在确定的振动频率和激振力下,对构件进行振动处理所得到的加速度—时间曲线,其标记为a—t。
其中:a表示加速度,t表示时间。
4.12振动焊接:在小激振力作用和压力共振频率下,引起构件微小谐振的同时,进行焊接的工艺操作过程。
4.13频率分析:用激振器对工件做间隙式施振,获取工件频率分布的过程。
4.14波峰:振动位移最大的区域.4.15波谷:振动位移最小的区域,也就是节线的附近区域.五、工艺参数选择及技术要求:5.1参数确定原则:一般情况下,振动参数应在针对具体焊接构件的工况条件,分析并判断出构件在激振器范围内可能出现的振型基础上确定。
振动时效与热时效对比振动时效与热时效对比振动时效技术,国外称之为“Vibrating Stress Relief”(简称VSR),旨在通过专用的振动时效设备,使被处理的工件产生共振,并通过这种共振方式将一定的振动能量传递到工件的所有部位,使工件内部发生微观的塑性变形——被歪曲的晶格逐渐恢复平衡状态。
位错重新滑移并钉扎,从而工件内部的残余应力得以消除和均化,最终防止工件在加工和使用过程中变形和开裂,保证工件尺寸精度的稳定性。
近年来,振动时效以投资少,效果好,高效,节能,环保等优势,锐不可当,逐步取代热时效.振动时效技术与传统热时效相比,具有以下突出优势:1.振动时效投资少与热时效相比,振动时效无需庞大的时效炉,可节省占地面积和昂贵的设备投资,热时效,如果工件少还不值得开炉、工件太大时又装不进炉等.而且炉内温度很难均匀,消除应力效果也差。
采用振动时效则可以避免这些问题。
2.振动时效时效效果好大量的研究和实际应用证明,振动时效对工件的时效效果好于烧煤、重油或煤气的热时效炉,而基本与电炉的时效效果相近,因为振动时效不仅克服了热时效炉温不均而造成消除应力不均匀之难题,而且避免了工件因加热而降低其抗变形能力的影响,所以一般经振动时效处理的工件较一般热时效处理的工件的尺寸稳定性可提高30%以上。
3.振动时效灵活性强振动时效技术的使用不受场地、工件大小、形状、重量等条件的限制,由于振动时效设备只有几十公斤,所以对大型工件可就地进行时效处理。
同时根据工艺要求可安排在工件不同的加工工序间进行时效处理。
4.振动时效彻底解决了热时效炉窑的环境污染问题随着人们对环境要求的提高,热时效炉窑的烟气、粉尘、炉渣问题已受到限制,振动时效则能完全避免,这也是振动时效技术被国家环保局几年一直推广的原因。
5.振动时效节能显著振动时效处理一个周期下来只用几度电,与热时效比较起来其节能基本在95%以上。
6.振动时效效率高自然时效需经6个月至一年时间,热时效也需要十几至几十个小时一个周期,而振动时效只需十几分钟至一个小时即可完成。
振荡真效介绍之阳早格格创做一、振荡真效简介振荡真效处理是工程资料时常使用的一种与消其里面残存内应力的要领,是通过振荡,使工件里面残存的内应力战附加的振荡应力的矢量战达到超出资料伸服强度的时间,使资料爆收微量的塑性变形,进而使资料里面的内应力得以紧张战减少.振荡真效的真量是通过振荡的形式给工件施加一个动应力,当动应力与工件自己的残存应力叠加后,达到大概超出资料的微瞅伸服极限时,工件便会爆收微瞅大概宏瞅的局部、真足的弹性塑性变形,共时落矮并均化工件里面的残存应力,最后达到预防工件变形与启裂,宁静工件尺寸与几许粗度的手段.它是将一个具备偏偏心沉块的电机系统(称干激振器)安顿正在构件上,并将构件用橡皮垫等弹性物体收启,通过统造器起动电机并安排其转速,使构件处于共振状态.约经20~30分钟的振荡处理即可达到安排残存应力的手段,普遍乏计振荡时间不该超出40分钟.由于部分用户对付振荡真效的机理不甚相识,盲目使用一些浅易的(所谓“齐自动振荡真效”)振荡真效设备对付产品举止真效.那种真足不针对付工件本性、仅依照振荡真效设备死产者预置的参数,对付百般工件均采与一种大概几种工艺参数举止真效的要领,会引导被真效工件出现下列几种情况:1、假真效:工件已爆收共振大概振幅很小大概者虽然振幅较大,然而工件真足干刚刚体振荡大概晃动,“齐自动振荡真效设备”也能依照预置的步调挨印大概输出百般真效参数、直线,误导收配者战工艺员推断,那样工件根原不达到真效的效验;2、误真效:工件虽然爆收共振,然而是爆收的振型与工件所需要的振型纷歧致,动应力不加到工件需去应力的部位,那样不克不迭使工件达到预期的真效手段,做用真效的效验;3、过真效:由于不针对付工件本性采与合理的真效参数,真足照盲目预置的参数,对付工件举止真效,大概会果为共振过于热烈大概振幅过大,引导工件里面的缺陷(裂纹、夹渣、气孔、缩紧等)继启夸大、撕裂,以至报兴的宽沉成果.两、几种去应力要领简朴对付比:1、热真效,通过加热炉举止处理,不然而消耗洪量的能源、占用场合战较大的设备资本加进,而且与消残存应力的效验也果炉况的分歧有很大的好别,其对付残存应力的与消率普遍正在40~80%之间;2、振荡真效虽然使用便当,然而其应力与消率普遍正在30~50%.使用时将工件搁置到胶皮垫上大概以木块垫起工件,使工件悬空,而后将激振电机安顿并牢固到工件上,安排电机激振频次与工件自己频次普遍,爆收共振,普遍1小时以内可完毕去应力处理;3、豪克能与消应力是最真足与消焊交应力的要领,它不然而使残存应力的与消率达到80~100%,而且还能爆收理念的压应力,那对付焊交构件的抗疲倦本能战抗应力腐蚀本能也大有益处.然而毫克能处理是使用冲打枪对付准焊缝,沿焊缝扫一遍,对付于车架等焊缝较多的构件去道处理起去较贫苦,时间较少,处事强度较大.。
振动时效工艺技术振动时效工艺技术是一种利用振动来改善材料特性的处理方法。
通过调控材料在特定振动条件下的时效过程,可以使材料的力学性能得到提高,提高材料的耐疲劳性和抗变形能力。
振动时效工艺技术主要适用于金属材料,特别是结构件、工具件和零部件等重要材料。
该工艺技术的操作相对简单,但是要保证振动的频率、振幅和时间等参数符合要求,且需要仔细监控振动时效的过程。
振动时效工艺技术的工艺过程一般包括以下几个步骤:1. 材料准备:将待处理的金属材料切割成适当的形状和尺寸,清洗干净并进行表面处理。
2. 振动设备准备:选择适当的振动设备,根据材料的形状和尺寸调整好设备的参数,如振动频率和振幅等。
3. 振动时效:将材料放置在振动台上,调整好振动设备的参数,确保振动频率和振幅符合要求。
然后,将振动设备打开,开始振动时效的过程。
振动时效的时间一般根据材料的特性和工艺要求而定,可以根据实际需要进行调整。
4. 振动结束:待振动时效的时间到达后,将振动设备关闭,取出经过振动时效处理的材料。
振动时效工艺技术的主要优点有以下几个方面:1. 提高材料的力学性能:振动时效可以使材料的晶粒尺寸变细,提高材料的强度和硬度,从而提高材料的力学性能。
2. 提高材料的耐疲劳性:振动时效可以增强材料的断裂韧性和抗疲劳性,延缓材料的疲劳断裂,提高材料的使用寿命。
3. 提高材料的抗变形能力:振动时效可以减少材料的应力集中和变形,从而提高材料的抗变形能力和耐冷间隙冲击性能。
4. 工艺简单高效:振动时效是一种非常简单和高效的处理方法,仅需较短的时间,即可达到良好的处理效果。
振动时效工艺技术在汽车、航空航天、机械制造等领域有着广泛的应用。
通过采用该工艺技术,可以提高产品的质量和性能,降低材料的成本和能耗,提高材料的使用寿命和经济效益。
因此,振动时效工艺技术具有重要的科学意义和实际应用价值。
西格玛振动时效-概述说明以及解释1.引言1.1 概述西格玛振动是一种特殊的振动形式,具有高频率、高振幅和高能量的特点。
通过对物体进行施加高频率的振动力,可以实现多种功能,如材料的破碎、混合、筛选等。
西格玛振动在工业生产中有着广泛的应用,可以提高生产效率,降低成本,改善产品质量。
本文将对西格玛振动的定义、特点、应用领域以及优势与劣势进行详细的介绍和分析,旨在帮助读者更加深入地了解西格玛振动的重要性和价值。
同时,也展望了西格玛振动在未来的发展前景,为读者提供参考和思考。
1.2文章结构文章结构部分主要是对整篇文章的组织和安排进行说明,包括各个章节的内容和重点。
本文的文章结构如下:1. 引言1.1 概述:介绍西格玛振动的基本概念和背景1.2 文章结构:本部分,说明整篇文章各个章节的内容和重点1.3 目的:阐明本文的写作目的和意义2. 正文2.1 西格玛振动的定义与特点:详细介绍西格玛振动的定义、特点以及相关理论知识2.2 西格玛振动的应用领域:探讨西格玛振动在不同领域的应用及作用2.3 西格玛振动的优势与劣势:分析西格玛振动在实践中的优势和局限性3. 结论3.1 总结西格玛振动的重要性:总结本文对西格玛振动的研究成果及其重要性3.2 展望西格玛振动的发展前景:展望西格玛振动在未来的发展趋势和潜在应用3.3 结论:对整篇文章的研究内容和结论进行总结和阐述通过以上结构安排,读者可以清晰地了解整个文章的内容布局和重点,有助于提高文章的可读性和逻辑性。
1.3 目的本文旨在探讨西格玛振动在工程领域中的重要性和应用价值。
通过对西格玛振动的定义、特点、优势和劣势进行分析,我们将深入了解其在不同领域的应用情况,以及对于工程设计和生产中的影响。
同时,我们将展望西格玛振动未来的发展前景,探讨其在新领域中的潜力和可能的挑战。
通过这篇文章,我们希望读者能够对西格玛振动有更全面的认识,为其在工程领域中的应用提供参考和启发。
2.正文2.1 西格玛振动的定义与特点西格玛振动是一种特殊的振动形式,其名称来源于希腊字母Σ(Sigma),象征着振动信号的总体特征。
振动时效机理是对构件施加一交变应力,如果交变应力幅与构件上某些点所存在的残余应力之和达到材料的屈服极限时,这些点将产生塑性变形。
如果这种循环应力使某些点产生晶格滑移,尽管宏观上没有达到材料的屈服极限,也同样会产生微观的塑性变形,况且这些塑性变形往往是首先发生在残余应力最大的点上,因此,使这些点受约束的变形得以释放从而降低了残余应力。
振动时效机理的微观解释,简单地说.它是以激振的形式将机械能加到含有残余应力的构件内,在金属内部的晶格和晶格边界应力处受到阻尼,阻尼引起的内摩擦在高残余应力点产生,达到了更高的局部能量级,引起位错蠕变、转变和较少的原子扩散,使金属的结构状态由不稳定转变到稳定,以此来降低微观残余应力振动消除残余应力是在交变应力达到一定周次后实现的,这就是包辛格效应的结果。
一. 等幅荷载反复作用下金属材料的应力与应变图21是将试件在材料试验机上进行拉伸,当荷栽为变幅递升多次反复时的应力-应变曲线示意图。
从图中曲线可见,材料的屈服极限在逐渐提高,残余变形再逐渐增大,最后导致破坏。
而图22是等幅(σ0>σ0)重复荷栽作用下的拉伸曲线示意图。
σ0为重复荷载的幅值,σ0>σ0从图中可见,每次拉伸都使屈服点比前一次有所提高,滞后曲线面积减少,残余变形减少。
经过若干次之后,残余应变为0,说明不在出现新的塑性变形,材料处于安定状态。
这正是振动时效力学机理的静态模拟。
二,振动处理过程中材料的应力和应变振动处理是对构件施加一交变应力,而残余应力相当于平均应力而改变了总应力水平。
但在交变应力作用下,残余应力是一个不稳定的力学量,在振动处理过程中逐渐下降,使总应力水平降低。
从图23中可以看到在振动处理过程中残余应力的变化情况,当材料受到等幅交变作用(ωc-ωB)时,如果材料已经屈服,则残余应力下降。
设处理前的残余应力为σA,回线ACB是第一次交变循环时的应力和应变曲线。
当总应力超过A点后,材料进入塑性直到C点。
时效的分类,振动的时效以及原理 时效的定义:指金属或合金工件经固溶处理,从高温淬火或经过一定程度的冷加工变形后,在较高的温度放置或室温保持其性能,形状,尺寸随时间而变化的热处理工艺。
一般地讲,经过时效,硬度和强度有所增加,塑性韧性和内应力则有所降低。
含碳较高的钢,淬火后立即获得很高的硬度,但其塑性变得很低。
而铝合金淬火后,强度或硬度并不立即达到峰值,其塑性非但未下降,反而有所上升。
经相当长时间(例如4~6昼夜)的室温放置后,这种淬火合金的强度与硬度显著提高,而塑性则有所下降。
这种淬火合金的强度和硬度随时间而发生显著变化的现象,叫做时效。
时效的分类:时效分为人工时效和自然时效和振动时效三种,室温下进行的时效叫自然时效,在一定温度下进行的时效叫人工时效。
时效处理是把材料有意识地在室温或较高温度存放较长时间,使之产生时效作用的工艺。
第三种方式是振动时效,从80年代初起逐步进入使用阶段,振动时效处理在不加热也不像自然时效那样费时的情况下,给工件施加一定频率的振动使其内应力得以释放,从而达到时效的目的。
时效处理的目的,消除工件的内应力,稳定组织和尺寸,改善机械性能等。
振动时效的原理:
宏观机理:从宏观上分析,振动时效时所加激振力相当于给工件施以交变应力,交变应力-应变特性曲线如下图所示。
在周期性振动外载作用下,构建上所产生成都交变动力与内部某些点的残余应力相互叠加,达到或超过材料的屈服极限,即S δδδ≥+残动时,这些点处将会发生微小的塑性变形,改变了构建原有的内应力场,最终使构件的残余应力降低并得到调整。
经过一段时间循环后,工件材料的当量屈服强度上升,直到与所受到的应力相等,工件内部不再产生新的塑性变形,工件的弹性性能得到强化,从而使工件的几何尺寸趋于稳定。
微观机理:从微观上分析,振动时效就是给金属构建提供机械能,因金属具有将机械能转变成热能的性质,即使在S δδδ≤+残动时,也会产生微观的塑性变形。
其机理为:由振动输入的活化能使位错移动,在位错塞积群的前沿引起应力集中而产生塑性变形;同时,迁移的
位错切割位错群,以致位错相互钉扎,材料基体得到强化,使松弛刚度增加,工件获得尺寸稳定性。
综上:振动时效就是改变物质的微观形变,而宏观应变不发生改变,就可以降低或调整残余应力。
参考:刘赫,唐兄彬《振动时效在消除铸铝合金框架变形中的应用》。