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时效振动仪:提高工件寿命的有效工具!

更新时间:2020-08-27 点击次数:93
       随着科学技术的发展,时效振动仪的应用也越来越广泛,因为时效振动可提高工件的寿命。其这个与工件的内部结构及残余应力有关。从对材料承受动载性能的影响来说,残余应力对材料的疲劳强度的影响很重要。从定性的角度就一般关系而论,当收到交变应力的构件存在压缩残余应力时,该构件的疲劳强度就会提高,而存在拉伸残余应力时,其疲劳强度就会下降。实际上,因为条件和环境的不同,残余应力对疲劳的影响是复杂的。它与残余应力的分布和大小、材料的弹性性能、外来作用应力的状态等有关,还与残余应力的发生过程有关。在相同实验条件下,构件内平均残余拉应力愈大,构件疲劳寿命越低。
  时效振动仪的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广泛,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。
  工件裂纹扩展速度与应力强度因子K成正比。通过时效振动仪处理后,由于位错组成态变化和位错密度增加,使滑移运动阻力增大,提高了临界强度因子K值,使裂纹扩展所需能量增大,有利于延缓裂纹的扩展。此外,平均应力等因素对工件的裂纹扩展也有影响。振动时效起到了降低平均应力的作用,从而降低了裂纹扩展速率,综合作用的结果将裂纹扩展寿命Nf增加。振动时效试样内部晶体的位错组态发生了变化,形成了位错的积塞和缠结现象,同时位错密度增加,不仅延缓了疲劳裂纹的萌生寿命,而且降低了裂纹扩展速率,提高了裂纹扩展寿命,因而振动时效能提高焊件的疲劳寿命。

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