振動時效對鋁合金及其它金屬殘余應(yīng)力的應(yīng)用

　　1、什么是殘余應(yīng)力？

　　殘余應(yīng)力

　　構(gòu)件在制造過程中，將受到來自各種工藝等因素的作用與影響；當(dāng)這些因素消失之后，若構(gòu)件所受到的上述作用與影響不能隨之完全消失，仍有部分作用與影響殘留在構(gòu)件內(nèi)，則這種殘留的作用與影響稱為殘留應(yīng)力或殘余應(yīng)力。

　　殘余應(yīng)力是當(dāng)物體沒有外部因素作用時，在物體內(nèi)部保持平衡而存在的應(yīng)力。

　　凡是沒有外部作用，物體內(nèi)部保持自相平衡的應(yīng)力，稱為物體的固有應(yīng)力，或稱為初應(yīng)力，亦稱為內(nèi)應(yīng)力。殘余應(yīng)力是一種固有應(yīng)力。

　　2、振動時效的原理

　　振動時效是采用外力振動的方式，使工件內(nèi)部產(chǎn)生一定周期性交變作用力，作用力和工件本身殘余應(yīng)力疊加，超過工件本身的微觀屈服極限便導(dǎo)致工件發(fā)生微觀的塑彈性力學(xué)變化。從而引起殘余應(yīng)力的降低和均化。使工件內(nèi)部各方面作用的力基本趨于平衡。防止工件變形，提高工件疲勞極限。從而發(fā)揮工件本身的最大實用價值!

　　3、振動時效對金屬構(gòu)件的影響

　　<1>振動時效可以降低和均化構(gòu)建中的殘余應(yīng)力，工件受周期性附加動應(yīng)力的作用，在應(yīng)力集中處發(fā)生局部的塑性變形，繼而又在整體上發(fā)生較大的塑性變形。

　　<2>振動時效不僅能夠減小和均化殘余應(yīng)力，還可提高材料的抗變形能力。

　　<3>振動時效不僅使工件在長期使用過程中尺寸精度變化較小，而且能在較短的時間內(nèi)使零件尺寸達到穩(wěn)定。

　　<4>振動時效對金屬材料力學(xué)性能的影響。經(jīng)振動時效后，材料的屈服和抗拉強度提高；斷裂韌性提高，防止工件脆斷。

　　4、振動時效與熱時效的比較

　　熱時效不但耗能大，成本高，對環(huán)境污染也十分嚴重。同時其時效效果受熱時效工藝的影響也很大，且容易產(chǎn)生變形。

　　振動時效就是通過專用的振動時效設(shè)備使被處理的工件在固有頻率下產(chǎn)生共振，同時給工件施加一個與其共振頻率相一致的激振力，從而向工件輸入能量，使其內(nèi)部產(chǎn)生微觀的塑性變形，將工件的殘余應(yīng)力釋放出來，已達到消除和均化殘余應(yīng)力的目的，工件的尺寸穩(wěn)定性和精度也得到大大的提高。

　　振動時效成本費用低，時效時間短，尺寸穩(wěn)定性好，抗變形能力比熱時效提高30-50％，時效形變可忽略不計，工作場地不受限制，比熱時效節(jié)能95％以上。

　　5、振動時效的振型

　　一階彎曲振型，共振頻率：22.4Hz。二階彎曲振型，共振頻率：61.7Hz。三階彎曲振型，共振頻率：120.9Hz。