振動時效處理和其它去應力方法參數(shù)熱時效自然時效

國內外大量的應用實例證明，振動時效對消除和均化殘余應力，穩(wěn)定工件的尺寸精度具有良好的作用。同時對振動時效的機理也做了大量的研究和探討。
        從宏觀角度分析，振動時效使零件產(chǎn)生塑性變形，降低和均化殘余應力并提高材料的抗變形能力，無意識導致零件尺寸精度穩(wěn)定的基本原因。從分析殘余應力松弛和 零件變形中可知，殘余應力的存在及其不穩(wěn)定性造成了應力松弛和再分布，使零件發(fā)生塑性變形。故通常采用熱時效方法以消除和降低殘余應力，特別是危險的峰值 應力。振動時效同樣可以降低殘余應力。零件在振動處理后殘余應力通?？山档?0~55﹪，同時也使峰值應力降低，使應力分布均勻化。
        除殘余應力值外，決定零件尺寸穩(wěn)定性的另一種重要因素是松弛剛性，或零件的抗變形能力。
        有時雖然零件具有較大的殘余應力，但因其抗變形能力強，而不致造成大的變形。在這一方面，振動時效同樣表現(xiàn)出明顯的作用。由振動時效的加載實驗結果可知， 振動時效件的抗變形能力不僅高于未經(jīng)時效的零件，也高于經(jīng)熱時效處理的零件。通過振動而使材料得到強化，使零件的尺寸精度達到穩(wěn)定。
        從微觀方面分析，振動時效可視為一種以循環(huán)載荷的形式施加于零件上的一種附加動應力。*，工程上采用的材料都不是理想的彈性體，其內部存在著不同類 型的微觀缺陷。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，施加于零件上的交變應力與零件中的殘余應力疊加。當應力疊加的結果達到一定的數(shù)值時，在應力集中zui嚴重的部位就會超過材料的屈服極限而發(fā)生塑性 變形。這種塑性變形降低了該處殘余應力峰值，并強化了金屬機體。而后，振動又在一些應力集中較嚴重的部位上產(chǎn)生同樣作用，直至振動附加應力與殘余應力疊加 的代數(shù)和不能引起任何部位的塑性性別為止，此時，振動便不再產(chǎn)生消除和均化殘余應力及強化金屬作用。上述解釋已由大量的試驗加以證明。
        此外，我更主張從錯位、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(tài)下，給工件的每一部位（從 微觀角度說是工件里的每一個微觀晶格）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（殘余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(qū)域必然會產(chǎn)生塑性變形，使產(chǎn)生殘余應力的歪曲晶格得以慢慢地回復平衡狀態(tài)，使應力集中處地位錯 得以滑移并重新釘扎，達到消除和均化殘余應力的目的。對于殘余應力集中的地方，殘余應力值較大，其微觀組織本身所具有的回復平衡狀態(tài)的勢能值也較大，所 以，此處的殘余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*種觀點所解釋不通的一些現(xiàn)象，比如：在振動處理過程中我們只需施 加一個方向的主動應力，就能消除包括垂直主動應力方向上的所有殘余應力等。

熱處理優(yōu)缺點：

1、耗能多，成本高

各廠現(xiàn)用的熱時效窯結構落后，耗能高，如長沙機床廠熱時效爐能耗標準為179kg/T,齊齊哈爾*機床廠的重油時效窯，實耗燃料折合標準煤71.4kg/T，熱時效每噸鑄件612元。

2、建窯占廠房面積大，費用高

我國目前使用的熱時效由10平方米到百余平方米不等，其造價每平方米1－1.2萬元，建一座大型時效窯需投資幾十萬元到百余萬元。

3、爐溫均勻性差

升降溫度更無嚴格控制。大時效爐內的爐門處爐中部和爐后端三個區(qū)域溫度不均勻，時效效果差別很大，如齊齊哈爾*機床廠對爐內不同區(qū)域的并條機件，熱時效消除應力結果進行測試結果如下

  從上表可見：同一爐內，熱時效消除應力是不均勻的。

 振動時效(VSR)工藝是一種可以*取代熱時效(TSR)和自然時效(NSR)的新工藝，可達到TSR工藝的同樣效果，并在許多性能指標上超過TSR。VSR工藝耗能少(是TSR的2%左右)、設備投資少和效率高，其在節(jié)能、減少環(huán)境污染和提高產(chǎn)品性能方面有的表現(xiàn)，使得這一*在各行各業(yè)中有廣泛的應用前景。

    熱時效工藝與振動時效工藝相比，有些參數(shù)難以控制。例如有時時效窯沒有控溫裝置，或者窯內溫度極不均勻;保溫時間不夠，出爐溫度過高，升溫或降溫速度太快，導致應力非但不能消除，反而有所增加，這主要是產(chǎn)生了新的熱應力。如果熱時效溫度過高，工件強度和硬度下降，在使用過程中抗靜載、動載的能力都會受到損失。振動時效方法與熱時效方法相比，具有1.適應性強;2.節(jié)省時間、能源和費用;3.機械性能明顯提高等特點。