从宏观角度分析,振动时效使零件产生塑性变形,降低和均化残余应力并提高材料的抗变形能力,无意识导致零件尺寸精度稳定的基本原因。从分析残余应力松弛和零件变形中可知,残余应力的存在及其不稳定性造成了应力松弛和再分布,使零件发生塑性变形。故通常采用热时效方法以消除和降低残余应力,特别是危险的峰值应力。振动时效同样可以降低残余应力。零件在振动处理后残余应力通常可降低30~55%,同时也使峰值应力降低,使应力分布均匀化。除残余应力值外,决定零件尺寸稳定性的另一种重要因素是松弛刚性,或零件的抗变形能力。
振动时效消除构件残余应力技术及其发展
构件在经过焊接、切削、热处理等一系列加工制造工艺后,其内部不可避免地会产生残余应力,影响构件的尺寸稳定性、精度、疲劳强度以及机械加工等性能,甚至促进构件内部的裂纹萌生、扩展以及应力腐蚀。
因此需要采用不同的时效方法来调整构件内部的残余应力分布状态,消除构件内部的峰值应力,从而达到消除和均化构件内部残余应力的目的。
经实验证明,振动时效不仅可消除残余应力,还能削除残余应力峰值、均化残余应力,从而增强零件尺寸稳定性,且工件的材料性能和疲劳寿命都有所提高。例如,经过振动时效处理的铸件,两个月之后变形量很小,尺寸稳定所需的时间很短。而且由于振动时效具有节能、环保、等特点,同自然时效和热时效相比有显著的性。运用振动时效有助于企业降低成本,提高生产效率,增强产品的竞争力,同时也正是当今资源节约型、环境友好型社会所极力倡导的。