殘余應力消除幾種方法簡介：15866688772去應力設備時效振動儀器廠家

在機床、礦山、煤炭尤其是石油機械制造業中, 有許多大型鑄、鍛、焊件。機械設計上, 一般要求這些零部件在服役中具有良好的幾何穩定性, 但這些零件在鑄、鍛、焊后及機械加工中, 不可避免地存在不同程度的殘余應力。這些內應力的存在導致該工件在服役中發生變形, 從而損害其使用精度和性能。隨著人們對殘余應力危害的逐步認知, 消除應力或殘余應力的工藝方法也在逐步提高和完善。工程上有效地消除應力的工藝方法被稱為時效處理。

1 自然時效

此方法很早就被世界各國的精密機床生產廠普遍采用。我國上世紀50～60 年代, 機械制造業多數工廠也采用這種方法來消除工件內部的殘余應力。實驗研究和生產實踐證明, 這一方法具有消除殘余應力穩定鑄件幾何尺寸的功效。如: 床身、床頭箱等鑄造后長期裸放在露天環境里, 任憑風吹雨打, 嚴寒酷暑。經過少則數月, 多則幾年的時間, 使鑄造殘余應力隨著時間延長溫度的變化而松弛直至消除。變形量也很小, 如用自準直儀、水平儀測量長約2m 的床身導軌, 其不直度偏差一般不超過3～4μm。可見, 經自然時效處理后, 鑄件一般都不會再有較大變形, 但周期長。

2 熱時效

該工藝比自然時效時間大大縮短( 時效周期一般為24 h 左右) 。因此, 目前, 國內大部分工廠采用此方法來消除應力穩定工件尺寸。這種工藝是把鑄、鍛、焊等工件加熱到A1 以下某一溫度, 保溫一段時間( 一般6～8 h) 后, 緩慢冷卻來消除應力, 來穩定工件幾何尺寸, 此法也稱消除應力退火。熱時效采用低于Ac1 的溫度, 從消除應力考慮, 為了確保應力釋放, 以溫度高一些為好; 但從保證工件機械性能, 防止滲碳體的球化和石墨化角度著眼, 溫度低一些較妥; 綜合各因素一般取500～550℃。當前, 在機械制造中, 上述熱時效工藝已被各工廠普遍采用。但其耗能大、成本高。

3 振動時效金屬殘余應力消除振動時效儀器

 金屬殘余應力消除振動時效機儀器這一技術在國外被稱之為VSR 技術。從上世紀50年代起, 隨著現代科學技術的發展, 振動理論、測試技術和激振設備的迅猛發展。人們發現工件在共振頻率下進行振動, 不但可以縮短振動處理時間, 而且消除應力和穩定尺寸的效果更好, 能源消耗也。" 六五" 期間, 振動時效被列為國家38 項重點攻關任務分項《提高機床鑄件質量的研究》的內容之中, 由北京機床研究所組織齊齊哈爾機床廠、長沙機床廠、大連機床廠共同進行振動時效的實用性研究。目前基本上已在全國機床行業普遍推廣應用。1987 年6 月, 國家機械部等六部委, 又將振動時效定為" 七五" 期間國家推廣的節能新項目。

不同時效方法對工件殘余應力的作用

( 1) 自然時效的作用自然時效只降低殘余應力20%以下, 但尺寸穩定性較好。長春光機所1985 年召開的一次殘余應力松弛裝置會認為, HT200 鑄鐵自然時效25 個月, 殘余應力消除7.4%; 45 鋼自然時效25 個月僅消除殘余應力1.6%, 可見自然時效消除應力用時間長而消除殘余應力也緩慢。

( 2) 熱時效的作用熱時效可看作是變應力( 但某一段時間內可以認為是恒應力) 的蠕變過程。如爐溫均勻, 升、降溫嚴格控制則能消除應力50%～70%。

( 3) 振動時效的作用不同產品情況不盡相同, 一般在30%～70%。單純用殘余應力降低多少來衡量時效效果是不全面的。許多資料表明, 零件內部殘余應力是使其尺寸不穩定的因素之一，應力分布的不均勻性也有很大影響。使工件產生變形的往往是工件內大應力, 振動時效后工件殘余應力除在數值上降低外, 尤為顯著的是殘余應力集中處應力峰值有明顯降低。應力峰值降低表明應力分布的均勻化, 這是使工件尺寸穩定的重要因素。振動時效使工件在交變應力作用下產生塑性變形, 松弛了工件的殘余應力，故振動時效過程是工件產生塑性變形和逐漸穩定的過程, 即殘余應力減小和穩定的過程。

基于上述原因，振動時效一般適用于下列范圍: 單純消除殘余應力為目的大型鑄、鍛, 焊件, 如各類機械產品基礎件、焊接結構件, 也可用于長徑比較大的軸類零件。一般在鑄造、鍛壓、焊接、粗加工、表面淬硬、半精加工等工序之后進行。北京 上海 天津 重慶 石家莊 唐山 秦皇島 邯鄲 邢臺 保定 張家口 承德 滄州 廊坊 衡水太原 大同 陽泉 長治 晉城 朔州 晉中 運城 忻州 臨汾 呂梁 呼和浩特 包頭遼寧： 沈陽 大連 鞍山 撫順 本溪 丹東 錦州 營口 阜新 遼陽 盤錦 鐵嶺 朝陽 葫蘆島 長春 吉林 哈爾濱 齊齊哈爾南京 無錫 徐州 常州 蘇州 南通 連云港 淮安 鹽城 揚州 鎮江 泰州 宿遷 杭州 寧波 溫州 嘉興 湖州 紹興 金華 衢州 舟山 臺州 麗水 合肥 蕪湖 蚌埠 淮南 馬鞍山 淮北 銅陵 安慶 黃山 滁州 阜陽 宿州 巢湖 六安 亳州 池州 宣城 福州 廈門 莆田 三明 泉州 漳州 南平 龍巖 寧德 南昌 景德鎮 萍鄉 九江 新余 鷹潭 贛州 吉安 宜春 撫州 上饒 青島 淄博 棗莊 東營 煙臺 濰坊 威海 濟寧 泰安 日照 萊蕪 臨沂 德州 聊城 濱州 菏澤 鄭州 開封 洛陽 平頂山 焦作 鶴壁 新鄉 安陽 濮陽 許昌 漯河 三門峽 南陽 商丘 信陽 周口 駐馬店 武漢 黃石 襄樊 十堰 荊州 宜昌 荊門 鄂州 孝感 黃岡 咸寧 隨州長沙 株洲 湘潭 衡陽 邵陽 岳陽 常德 張家界 益陽 郴州 永州 懷化 婁底 湘西 廣州 深圳 珠海 汕頭 韶關 佛山 江門 湛江 茂名 肇慶 惠州 梅州 汕尾 河源 陽江 清遠 東莞 中山 潮州 揭陽 云浮 南寧 成都 貴陽 六盤水 遵義 昆明 曲靖 西安 西寧 銀川 烏魯木齊

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