消除殘余應力設備、振動時效工藝技術

金屬工件(鑄件、鍛件、焊接件)在冷熱加工過程中都會產生殘余應力，殘余應力值高者(單位為Pa)在屈服極限附近構件中的殘余應力大多數表現出很大的有害作用;如降低構件的實際強度、降低疲勞極限，造成應力腐蝕和脆性斷裂，由于殘余應力的松弛，使零件產生變形，大大的影響了構件的尺寸精度。因此降低和消除工件的殘余應力就十分必要了，特別是在航空航天、船舶、鐵路及工礦生產等應用的，由殘余應力引起的疲勞失效更不容忽視。
　　目前的針對殘余應力的不同處理方法有：自然時效方法和人工時效方法(包括熱處理時效、敲擊時效、振動時效、)。
　　1、自然時效一一適合：熱應力(鑄造鍛造過程中產生的殘余應力)冷應力(機械加工過程中產生的殘余應力) 焊接應力(焊接過程中產生的應力)自然時效是*古老的時效方法。它是把構件露天放置于室外，依靠大自然的力量，經過幾個月至幾年的風吹、 日曬、雨淋和季節的溫度變化，給構件多次造成反復的溫度應力。再溫度應力形成的過載下，促使殘余應力發生松弛而使尺寸精度獲得穩定。
自然時效
　　自然時效降低的殘余應力不大，但對工件尺寸穩定性很好，原因是工件經過長時間的放置，石墨及其他線缺陷附近產生應力集中，發生了塑性變形，松弛了應力，同時也強化了這部分基體，于是該處的松弛剛度也提高了，增加了這部分材質的抗變形能力，自然時效降低了少量殘余應力，卻提高了構件的松弛剛度，對構件的尺寸穩定性較好，方法簡單易行，但生產周期長.占用場地大，不易管理，不能及時發現構件內的缺陷，已逐漸被淘汰。
　　2、熱處理時效一一適合：熱應力(鑄造鍛造過程中產生的殘余應力)冷應力(機械加工過程中產生的殘余應力) 焊接應力(焊接過程中產生的應力)熱時效處理是傳統的消除殘余應力方法。它是將構件由室溫緩慢，均勻加熱至5 5 0。C左右，保溫4.8小時，再嚴格控制降溫速度至1 5 0℃以下出爐。
熱時效
　　熱時效工藝要求是嚴格的，如要求爐內溫差不大于±2 5℃，升溫速度不大于5 0。C/小時，降溫速度不大于2 0。C/小時。爐內*高溫度不許超過5 7 0℃，保溫時間也不易過長，如果溫度高于5 7 0℃，保溫時間過長，會引起石墨化，構件強度降低。如果升溫速度過快，構件在升溫中薄壁處升溫速度比厚壁處快的多，構件各部分的溫差急劇增大，會造成附加溫度應力。如果附加應力與構件本身的殘余應力疊加超過強度極限，就會造成構件開裂。消除殘余應力設備、振動時效工藝技術
　　熱時效如果降溫不當，會使時效效果大為降低，甚至產生與原殘余應力相同的溫度應力(二次應力、應力疊加)，并殘留在構件中，從而破壞了已取得的熱時效效果。
　　3、敲擊時效(錘擊法)一一適合：焊接應力(焊接過程中產生的應力)
　　錘擊處理很早被引入焊接領域，初期主要應用于消除焊接變形。錘擊的方法分為，手工錘擊法和電錘錘擊法。通過觀察分析，認為適當錘擊可以消除和減少焊接裂紋，進而推斷錘擊有消除焊接殘余應力的作用， 因此在工藝中采用錘擊處理，防止焊接裂紋的產生。一般認為，錘擊處理消除焊接殘余應力是使被處理金屬通過錘擊，在體內局部產生一定的塑性伸長，釋放焊接過程產生的殘余拉伸彈性應變，從而達到釋放焊接殘余應力的目的。但由于錘擊(特別是手工錘擊)的不規范(錘擊力的大小、頻率、基體的力學性能及錘擊區的溫度等)及焊接殘余應力準確測試的困難，故對于錘擊處理與殘余應力的關系，至今尚沒有一個科學的和系統的研究。
　　在合適的焊接規范和工藝下，錘擊不僅能有效地消除工件焊縫部位的應力，而且能促進熱影響區拉伸殘余應力的釋放，甚至可以獲得一定值的壓應力