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振動時效相關技術問題概述

它描述的是這樣一個物理過程:即利用一種嚴格受控的振動能量,對金屬工件進行處理,以解決工件加工過程中和加工之后出現的內部殘余應力導致尺寸變化及抗載荷能力變化問題。VSR對消除、減少或均化金屬工件內的殘余應力,提高工件抗動靜載、抗變形能力,穩定尺寸精度有超卓的功效。  

振動時效原理  

從微觀方面分析,振動時效可視為一種以循環載荷的形式施加于零件上的一種附加應力。當工件受到振動,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值后,在應力集中最嚴重部位就會超過材料的屈服極限而發生塑性變形。這塑性變形降低了該處殘余應力峰值,并強化了金屬基體,而后振動又在另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余應力疊加的代數和不能引起任何部位的塑性變形為止,此時,振動消除和均化殘余應力及強化金屬的過程就結束。  

振動時效的效果如何判斷?  

根據JB/T 10375-2002中華人民共和國機械行業標準,有以下幾種方法:  

1、參數曲線觀測法  

可根據振動時效過程中實時打印的a-t曲線的變化及a-n曲線振動前后的變化評估振動時效的實際效果。  

出現下列情況之一時,即可判定振動時效有效:  

a-t曲線上升后變平;  
a-t曲線上升后下降,最終變平;  
a-n曲線振后共振發生了單項特征或組合特征的變化(出現振幅升高、降低、左移、右移);  
a-n曲線振后變的簡潔而平滑;  
a-n曲線振后出現低幅振峰增值現象。  

2、尺寸精度穩定性測試:以尺寸精度為目的而進行振動時效處理的焊接構件,振動后應進行尺寸測試。尺寸測試具體方法如下:  

(1),振后尺寸測試  
(2),加工后尺寸測試  
(3),長期放置,定期進行尺寸測試。  
(4),在動載情況下測試  

所有測試結果應當滿足要求  

3,殘余應力檢測法  

A:推薦使用盲孔松弛法,也可以使用X射線衍射法或在條件許可時使用磁性法。  
采用盲孔法測試時,測試點處材料厚度應大于鉆孔直徑的四倍。  
用振前殘余應力平均值、振后殘余應力平均值來計算應力消除率,降低率應大于30%。  

用振前和振后的最大與最小應力差衡量應力的均化程度,振動后的計算值應小于振動前的計算值。最大及最小應力一般應以焊縫的主應力或縱向應力為準。  

振動時效的應用范圍  

根據振動時效JB/T5926-2005標準,適用于:炭素結構鋼、低合金鋼、不銹鋼、鑄鐵、有色金屬(銅、鋁、鈦及其合金)等材質的鑄件、鍛件、焊接件、模具、機械加工件。  

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