振动时效之所以能够部分地取代热时效,是由于该项技术具有一些明显的特点。振动时效的几个重要参数是:“支撑点、振型、激振点、加速度、固有频率、时间”其中振动加速度、共振频率、共振时间是决定工艺效果的主要参数。1.机械性能明显提高:经过振动处理的构件其残余应力可以被消除20%~80%左右,高拉应力区消除的比低应力区大。因此可以提高使用强度和疲劳寿命,降低应力腐蚀。可以防止或减少由于热处理、焊接等工艺过程造成的微观裂纹的发生。可以提高构件抗变形的能力,稳定构件的精度,提高机械质量。2.适用性强:由于设备简单易于搬动,因此可以在任何场地上进行现场处理。它不受构件大小和材料的限制,从几十公斤到几百吨的构件都可使用振动时效技术。特别是对一些大型构件无法使用热时效处理时,振动时效就具有更加突出的优越性。3.节省成本:振动时效只需30分钟即可进行下道工序。而热时效至少需一至二天以上,且需大量的煤油、电等能源。因此,相对于热时效来说,振动时效可节省能源90%以上,可节省费用90%以上,特别是可以节省建造大型焖火窑的巨大投资。
振动时效处理技术还可以防止构件在使用中出现的断裂裂纹。就金属材料而言,振动时效处理技术可以用于碳素结构钢钢、低碳合金钢、不锈钢、铸铁、有色金属等。就工件的种类而言,振动时效处理技术可用于机械产品的大、中型基础构件,各种焊接结构件,长度与直径比的较大的轴类零件。对于大型的低压力容器,国内的一些试验已表明,只要采用合理的工艺参数,振动时效处理技术可以代替热时效,这将为压力容器在消除焊接残余应力方面开辟一条新路,同时也扩大了振动时效处理技术应用范围。就工件的重量而言,从几公斤的小型构件至一、二千吨的海洋平台等大型结构,均可采用振动时效处理技术。只要根据构件的结构形式选择构件的振动处理参数和设备,就可达到消除残余应力的目的。尽管振动时效处理技术的适应范围如此的普遍,但仍有它的局限性。这是由于受到振动时效装置的性能限制的结果。
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