振动时效技术机理在对材料进行机械或热加工的过程

振动老化的技术机理

材料在机械或热加工过程中，由于对不同部位施加不同程度的应力或热，塑性变形不均匀（包括温度引起的体积变化不均匀等）在不存在这些因素时（如如除去外力、温度已均匀等），仍存在并保持自身平衡的弹性应力，即残余应力。残余应力是材料研究和工程实践中广泛而重要的问题，其对材料的影响可分为两个方面：残余应力的存在对材料的疲劳强度和尺寸稳定性有不利影响，同时, 为了提高材料性能，还在材料表面人为地引入了压应力。在加工制造材料部件的过程中，部件内部不可避免地会产生残余应力，因此需要将其消除或松弛，并通过重新分布进一步调整。

振动时效是利用激振设备在构件的残余应力集中处施加等幅交变循环激振力，使构件在共振状态下获得较大的激振振动应力，合成应力在某个方向超过材料的屈服极限，就会发生屈服变形，使残余应力松弛释放，使残余应力分布均匀[17]。该方法不仅能有效降低峰值残余应力，还能降低整体残余应力值。

振动时效消除应力的应用

随着振动时效消除应力工艺的普及，利用振动时效消除和均匀残余应力，稳定工件尺寸精度已逐渐成为各机械加工行业的标准工艺。然而残余应力检测，存在许多类型的残余应力。振动时效可以消除哪些类型的残余应力？

下面我们从六个方面对残余应力进行分类：应力相互作用或平衡范围、金相、应力产生过程、产生应力的过程机理、物理、应力存在的持续时间。

华运HK3000振动老化应力消除现场

一、残余应力按应力相互作用或平衡范围分类：

1.第一类残余应力或宏观应力 应力存在的区域具有宏观特征，在物体的全部或部分是平衡的

2.二次射线残余应力或微应力应力存在的区域具有微观特征，在物体的晶粒范围内是平衡的。

3.第三种残余应力或超微观应力，应力在单个晶格内是平衡的。

二、按冶金学

1.体积应力对应宏观应力

2.组织应力对应于微观应力

3.镶嵌应力对应超微观应力

三、按应力产生过程分类

1.铸件残余应力

2.焊接残余应力

3.压力残余应力

4.切削残余应力

5.热处理残余应力

6.涂层残余应力

7.表面硬化残余应力

8.残余应力等

四、残余应力从产生应力的过程机制、物理性质、应力存在的时间长短来分类。

按引起压力的过程机制分类

1.Structural Stress 零件因结构设计、几何形状和尺寸等原因产生的残余应力。

2.工艺应力 零件制造过程和使用过程中由于某些原因造成的残余应力

五、物理学

1.热应力或温度应力 零件在加热过程中受冷却不均匀或温度梯度的影响，导致零件不均匀收缩或膨胀而产生的残余应力。

2.相变应力金属材料的相变或扩散过程引起的应力

3.加工应力零件加工过程中切削力引起的塑性变形引起的残余应力

六、按应力长度分类

1.临时应力应力在零件制造过程中发生并随着过程结束而消失

2.永久应力是在零件制造过程的某个阶段形成的残余应力，但在该过程完成后，部分应力仍然保留在零件中。

当然，振动老化也有一定的局限性：

首先，它有一定的噪音，特别是对于箱形和板状的工件，老化噪音比较大；其次，工艺效果在很大程度上取决于技术人员对工件关键部位和需要受力部位的了解，以及现场的有效振动。此外，不适用于高压容器、残余应力小的工件、大尺寸薄板焊件、薄壁铸件、大部分冷加工零件、弹性结构应力、刚度过大或尺寸过小的工件。工件。

华运振动老化应力消除现场

虽然振动老化有一定的局限性残余应力检测，但对某些行业和材料的零件老化效果还是非常显着的。随着对振动老化技术的进一步了解，其局限性可以逐渐减少。例如，通过隔离工件或错开工作时间，可以降低老化噪音；对于一些不适合激振器时效处理的零件，可以通过振动平台进行时效处理；以及培训相关工匠的方法等，目前我国已有数千家机械厂采用振动老化。正是由于振动老化技术的不断发展和日益明显的经济效应，其应用范围不断扩大。在机械制造、航空、化工设备、动力机械、造船等行业，各种铸件、锻件、焊接件和有色合金制成的零件都成功地采用了振动时效。振动时效应力消除越来越受到各方面的重视，其应用领域也越来越广泛。