技術文章/ Article

        振動時效是一種新的消除殘余應力的工藝方法。它是基于諧波共振的原理，采用合適的激振設備剛性的固定在被振工件適當位置，通過激振力和頻率的調(diào)整，迫使工件在一定周期外力作用下與共振頻率范圍內(nèi)產(chǎn)生振動，經(jīng)過一定時間后即可達到降低和均化殘余應力及尺寸穩(wěn)定的目的。
　　振動時效工藝的特點：設備簡單，操作方便；無運輸費用；不受工件尺寸、重量、結(jié)構(gòu)和場地的限制；可在加工過程中的任何階段處理；該工藝可處理鑄、焊、鍛、熱軋的黑色金屬也可處理有色金屬；該工藝節(jié)省能源，處理時間短。
　　振動時效工藝參數(shù)選擇：振動時效工藝效果的好壞，主要視其工藝參數(shù)的選擇是否合理，特別是振動頻率和動應力值對振動時效工藝具有決定性的兩個參數(shù)。但構(gòu)建的重要，結(jié)構(gòu)形狀不同，其工藝參數(shù)也各異；一般情況下在材料屈服極限范圍內(nèi)動應力值取得越大，振動時效的效果越好。
　　振動時效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(chǎn)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。同時由于包辛格效應，經(jīng)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(nèi)部不再產(chǎn)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)定性。
　　微觀上，因金屬具有將機械能轉(zhuǎn)變成熱能的性質(zhì)，即使在σ動＋σ殘≤σＳ時，也會產(chǎn)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(chǎn)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。
　　振動時效對降低或者勻化金屬構(gòu)建的殘余應力，提高抗動載變形能力，防止裂紋有非常好的效果；與熱時效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；振動時效工藝的應用還可以帶來較大的經(jīng)濟效益，大量事實證明：振動時效是一種環(huán)保、節(jié)能、高效的工藝方法，隨著應力測試技術的不斷發(fā)展和工藝措施更趨科學合理，振動時效法將有更廣闊的應用前景。