振動時效的原理是什麼?能代替熱處理

2021-03-04 04:53:33 字數 1083 閱讀 1237

1樓:匿名使用者

從巨集觀角度分析,振動時效

使零件產生塑性變形,降低和均化殘餘應力並提高材料的抗變形能力,無意識導致零件尺寸精度穩定的基本原因。從分析殘餘應力鬆弛和零件變形中可知,殘餘應力的存在及其不穩定性造成了應力鬆弛和再分布,使零件發生塑性變形。故通常採用熱時效方法以消除和降低殘餘應力,特別是危險的峰值應力。

振動時效同樣可以降低殘餘應力。零件在振動處理後殘餘應力通常可降低30~55%,同時也使峰值應力降低,使應力分布均勻化。

除殘餘應力值外,決定零件尺寸穩定性的另一種重要因素是鬆弛剛性,或零件的抗變形能力。

從微觀方面分析,振動時效可視為一種以迴圈載荷的形式施加於零件上的一種附加動應力。眾所周知,工程上採用的材料都不是理想的彈性體,其內部存在著不同型別的微觀缺陷。鑄鐵中更是存在著大量形狀各異的切割金屬基體得石墨。

故而無論是鋼、鑄鐵或其他金屬,其中的微觀缺陷附近都存在著不同程度的應力集中。當受到振動時,施加於零件上的交變應力與零件中的殘餘應力疊加。當應力疊加的結果達到一定的數值時,在應力集中最嚴重的部位就會超過材料的屈服極限而發生塑性變形。

這種塑性變形降低了該處殘餘應力峰值,並強化了金屬機體。而後,振動又在一些應力集中較嚴重的部位上產生同樣作用,直至振動附加應力與殘餘應力疊加的代數和不能引起任何部位的塑性性別為止,此時,振動便不再產生消除和均化殘餘應力及強化金屬作用。上述解釋已由大量的試驗加以證明

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從錯位、晶格滑移等金屬學理論上去解釋振動時效機理。其主要觀點是振動時效處理過程實際上是通過在工件的共振狀態下,給工件的每一部位(從微觀角度說是工件裡的每乙個微觀晶格)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(殘餘應力本身是一種勢能)之和,足以克服微觀組織周圍的井勢(也可以說是對恢復平衡的束縛力),則微觀區域必然會產生塑性變形,使產生殘餘應力的歪曲晶格得以慢慢地回覆平衡狀態,使應力集中處地位錯得以滑移並重新釘扎,達到消除和均化殘餘應力的目的。對於殘餘應力集中的地方,殘餘應力值較大,其微觀組織本身所具有的回覆平衡狀態的勢能值也較大,所以,此處的殘餘應力在震動處理過程中消除的就越多。

只有從這一觀點上才能解釋通許多用第一種觀點所解釋不通的一些現象

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