時(shí)效方法簡(jiǎn)介

  構件在冷熱加工過(guò)程中，必然產(chǎn)生殘余應力，因此消除殘余應力的時(shí)效工序就十分必要了，凡是能降低殘余應力，使工件尺寸精度穩定的方法都叫“時(shí)效”。主要方法有熱時(shí)效、自然時(shí)效、振動(dòng)時(shí)效、靜態(tài)過(guò)載時(shí)效、熱沖擊時(shí)效等。后兩種方法應用少不再講述。

  1、自然時(shí)效

  自然時(shí)效是較古老的時(shí)效方法。它是把構件露天放置于室外，經(jīng)過(guò)幾個(gè)月至幾年的風(fēng)吹.日曬.雨淋和季節溫度的變化，給構件多次造成反復的溫度應力。在溫度應力形成的過(guò)載下促使殘余應力發(fā)生松弛而使尺寸精度獲得穩定。

  自然時(shí)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(jīng)過(guò)長(cháng)時(shí)間的放置石墨頂部及其它線(xiàn)缺陷頂部附近產(chǎn)生應力集中，發(fā)生了塑性變松弛了應力，同時(shí)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(shí)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(jiǎn)單易行，但生產(chǎn)周期長(cháng).占用場(chǎng)地大，不易管理，不能及時(shí)發(fā)現構件內的缺陷，已逐漸被淘汰。

  2、熱時(shí)效

  熱時(shí)效是將構件由室溫緩慢.均勻加熱至550℃左右，保溫4—8小時(shí)，再?lài)栏窨刂平禍厮俣戎?50℃以下出爐。

  熱時(shí)效工藝要求是嚴格的，如要求爐內溫度差不大于±25℃，升溫速度不大于50℃/小時(shí)，降溫速度不大于20℃/小時(shí)。爐內溫度不許超過(guò)570℃，保溫時(shí)間也不易過(guò)長(cháng)，如果溫度高于570℃，保溫時(shí)間過(guò)長(cháng)會(huì )引起石墨化使構件強度降低。如果升溫速度過(guò)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(huì )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(guò)強度極限，就會(huì )造成構件開(kāi)裂。熱時(shí)效降溫不當，會(huì )使時(shí)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(shí)效效果。

  降溫速度對消除殘余應力的影響

  注：爐內溫度差不大于25℃

  熱時(shí)效存在的問(wèn)題： 建窯占地面積大，費用高(每立方米1—1.2萬(wàn)元)。 熱時(shí)效能耗高，生產(chǎn)成本高。 熱時(shí)效爐內溫度不均勻，升降溫速度無(wú)法嚴格控制。

  熱時(shí)效工件在爐內不同位置消除應力的測試結果

  可見(jiàn)：同一爐內，熱時(shí)效消除應力不均勻。

  熱時(shí)效勞動(dòng)強度大，污染嚴重，目前大部已被振動(dòng)時(shí)效代替。

  3 振動(dòng)時(shí)效

  振動(dòng)時(shí)效，在國外稱(chēng)之為“VSR”技術(shù)，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(guò)這種共振方式將一定的振動(dòng)能量傳遞到工件的所有部位，使工件內部發(fā)生微觀(guān)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，從而使工件內部的殘余應力得以消除和均化，防止工件在加工和使用過(guò)程中變形和開(kāi)裂，保證工件尺寸精度的穩定性。