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幾種常用金屬的時效方法介紹
發布者:admin 發布時間:2020-1-20 閱讀:54

    一般常用去除金屬殘余應力的方法包括熱處理法,機械法等,具體的說有如下幾種:自然時效、熱時效、振動時效、反淬火法及機械拉伸或壓縮法。
1自然時效
    自然時效(NSR)是最古老的時效方法·它是把構件壺天置于室外,經過幾個月至幾年的風吹、日、雨淋、嚴寒酷暑和季節性的度變化,給構件多次造成反復的溫度應力.在溫度應力形成的過程下,促使殘余應力發生松弛而使尺寸精度獲得穩定由于周期太長和占地面積大,僅適應長期單一品種的批量生產且效果小理想,目前應用的較少。
2熱時效法
    熱時效心是目前廣泛采用來去賒殘余應力的傳統加工方法,其原理是用爐窯將全屬結構件加熱到一定溫度,保溫后控制降溫,達到消除殘余應力的目的,可以保證加工精度和防止裂紋產生·TSR工藝廣泛應用于幾乎所有機械產品生產中,在中國有幾萬家企業每年有數十萬噸的機械金屬結構件采用TSR,其所消耗的重油、電、煤氣和原煤折合標準煤為140一240kg/噸左右,由此可見TSR工藝耗能己不容忽視,其對環境造成的污染之大也是有目共睹的·同時它還存在如工件易變形、開裂、脫碳、變脆、成本高等方面的許多不足。
3反淬火法
    反淬火法被認為是很成功的消除鋁合金淬火殘余應力的方法之一,,它是將含有殘余應力的零件投入溫度為-196℃的液氮之中,待冷透后迅速轉移到沸水之中或用新生的高速蒸汽噴射零件,甬于急熟和急冷產生的應力方向相反而相互抵消.有資料表明在選擇合適工藝參數的條件下·液氮-沸水降低殘余應力40%,液氮-高速蒸氣噴射降低殘余應力84%,此種方法的困難之處是用高速蒸氣噴射要硬復雜形狀的零件各個面都獲得和同的升溫速度是困難的,另外存貯液N的裝置很大,它不適合于原先淬火應力不大的零件;也不能消除機械加工,冷成形和
焊接過程中產生的殘余應力,成本較高.
4機械拉伸或壓縮法
    機械拉伸法消除應力的原理是將淬火后的板材,沿軋制方向加一定量的永久拉伸塑性(壓縮)變形,使拉伸應力與原來的淬火殘余應力疊加后發生塑性變形,使殘余應力得以緩和與釋放。有關研究結果表明機械拉伸法最高可消除90%以上的殘余應力,拉伸塑性變形量一般控制在1.5%-3%為宜·但該種方法僅適合于形狀簡單的零件,且對拉伸前板材的組織均勻性要求較多用于原材料生產廠家。
5振動時效法
研究資料表明振動時效(VSR〕工藝是一種可完全取代NSR和TSR的新工藝,可達到TSR工藝的同樣效果,并在許多性能指標上超過TSR。VSR工藝耗能少(是TSR的2%左右)、設備投資少和效率高,其在節能、減少環境污染和提高產品性能方面有卓越的表現.使得這一高新技術在各行各業中有廣泛的應用前景·熱時效工藝與振動時效工藝相比,有些參數難以控制。例如有時時效窯沒有控溫裝置,或者窯內濕度極不均勻:保溫時間不夠,出爐溫度過高,升溫或降溫速度太快,導致應力非但不能消除,反而有所增加,這主要是產生了新的熱應力。如果熱時效溫度過高,工件強度和硬度下降,在侵用過程中抗靜載、動載的能力都會受到損失。振動時效方法與熱時效方法相比,具有l.適用性強:2.節省時間、能源和費用:3·機械性能明顯提高等特點。振動時效設備的推廣對環保節
能、縮短產品生產周期及提高產品質量等方曲有著積極的作用。
    目前,振動時效技術在黑金屬中應用的較為廣泛,如對鑄鐵件和碳剛焊接件的振動時效處理,效果比較明顯·一般情況下,鑄件在接近共振率下振動10一45分鐘,即可使殘余應力大幅度下降.振動時效對工件有如下影響:調整、均化、消除殘余應力:提高構件抗變形能力,穩定構件加工尺提高焊件疲勞壽命,提高焊件抗應力腐蝕性能:提高金屬材料沖擊功值。
    然而把振動時效工藝用于消除鋁合金構件中殘余應力的應用實例和研究報道比較少,隨著鋁合金在工程中的廣泛應用,這一領域的研究越來越引起人們的重視。試驗表明,振動時效工藝也能降低合金件屮的殘余應力,而且效果很明顯。

 
 

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