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時效方法簡介

作者:admin    發(fā)布時間:2021-05-08 17:07     瀏覽次數(shù) :


時效方法簡介
構件在冷熱加工過程中,必然產(chǎn)生殘余應力,因此消除殘余應力的時效工序就十分必要了,凡是能降低殘余應力,使工件尺寸精度穩(wěn)定的方法都叫“時效”。主要方法有熱時效、自然時效、振動時效、靜態(tài)過載時效、熱沖擊時效等。后兩種方法應用少不再講述。
§3.1自然時效
自然時效是較古老的時效方法。它是把構件露天放置于室外,經(jīng)過幾個月至幾年的風吹.日曬.雨淋和季節(jié)溫度的變化,給構件多次造成反復的溫度應力。在溫度應力形成的過載下促使殘余應力發(fā)生松弛而使尺寸精度獲得穩(wěn)定。
自然時效降低的殘余應力不大,但對工件尺寸穩(wěn)定性很好,原因是工件經(jīng)過長時間的放置石墨尖端及其它線缺陷尖端附近產(chǎn)生應力集中,發(fā)生了塑性變松弛了應力,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(zhì)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(wěn)定性較好,方法簡單易行,但生產(chǎn)周期長.占用場地大,不易管理,不能及時發(fā)現(xiàn)構件內(nèi)的缺陷,已逐漸被淘汰。
§3.2熱時效
     熱時效是將構件由室溫緩慢.均勻加熱至550℃左右,保溫4—8小時,再嚴格控制降溫速度至150℃以下出爐。
熱時效工藝要求是嚴格的,如要求爐內(nèi)溫度差不大于±25℃,升溫速度不大于50℃/小時,降溫速度不大于20℃/小時。爐內(nèi)最高溫度不許超過570℃,保溫時間也不易過長,如果溫度高于570℃,保溫時間過長會引起石墨化使構件強度降低。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。熱時效降溫不當,會使時效效果大為降低,甚至產(chǎn)生與原殘余應力相同的溫度應力(二次應力),并殘留在構件中,從而破壞了已取得的熱時效效果。      
降溫速度對消除殘余應力的影響

  降低溫度速度   ℃/小時  殘余應力消除的百分數(shù)(%)
   130 6—27
   50 40—50
    30 60—85
注:爐內(nèi)溫度差不大于25℃
熱時效存在的問題:  建窯占地面積大,費用高(每立方米1—1.2萬元)。   熱時效能耗高,生產(chǎn)成本高。 熱時效爐內(nèi)溫度不均勻,升降溫速度無法嚴格控制。
熱時效工件在爐內(nèi)不同位置消除應力的測試結果
序號 工件在爐內(nèi)的位置 殘余應力的大?。╧gf /mm²) 殘余應力消除的百分比(%)
時效前     時效后
σ 1 σ 2 σ 1 σ 2 σ 1 σ 2 平  均
1 爐后端 10.4 7.9 6.6 6.2 36.7 21.4 29.1
2 爐中部 10.4 7.9 5.1 1.6 51.2 79.6 65.4
3 爐門處 10.4 7.9 9.1 8.1 12.6 -2.4 5.1
 
可見:同一爐內(nèi),熱時效消除應力不均勻。
 
4)熱時效勞動強度大,污染嚴重,目前大部已被振動時效代替。
§3.3振動時效:
  3.振動時效消除應力,在國外稱之為“VSR”技術,它是在激振器的周期性外力(激振力 )的作用下,使被處理的工件產(chǎn)生共振,并通過這種共振方式將一定的振動能量傳遞到工件的所有部位,使工件內(nèi)部發(fā)生微觀的塑性變形—被歪曲的晶格逐漸恢復平衡狀態(tài)。位錯重新滑移并釘扎,從而使工件內(nèi)部的殘余應力得以消除和均化,最終防止工件在加工和使用過程中變形和開裂,保證工件尺寸精度的穩(wěn)定性。


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