残余应力对金属构件的影响

1.对金属材料屈服极限的影响

2.残余应力对疲劳寿命的影响

3.残余应力对构件变形的影响

4.残余应力对金属脆性破坏的影响

第三章消除残余应力的方法

一、自然时效

自时效是通过把零件暴露于室外，经过几个月甚至几年的时间，使其尺寸精度达到稳定的一种方法。这种时效方法早已被普遍采用。大量的试验研究和生产实践证明，自然时效具有稳定铸件尺寸精度的良好效果。

 西安振动时效仪－－济南九工振动时效科技开发有限公司二、热时效

1.用的工艺方法就是进行消除应力的退火，这种方法的特点就是能够大幅度的降低构件的残余应力，尺寸精度稳定。

构件加热到400－700°C时，技术构件即具有相当的单行，同时具有明显的塑性，这个温度范围称为弹性转变温度。

2.影响热时效效果的因素

a.热时效中，退火温度是影响消除残余应力效果的*重要因素。

b.热时效保温时间

c.热时效升温速度

d.热时效降温速度

e.热时效炉的温差

f.工件在炉中的放置与支撑

三、静态过载法   

是以静力或静力矩的形式，暂时加载于构件上，并在这种载荷下保持一段时间，从而使零件尺寸精度获得稳定的时效方法。

用于焊接件时需要将载荷加大到使原来应力与附加应力之和接近于材料的屈服极限，才能消除残余应力。

静态过载法的精度稳定性效果，取决于附加应力的大小及应力下保持时间。

特别指出，静态过载法处理后构件中仍然保持着相当大的残余应力。

四、热冲击时效法

1970年前后出现的一种新颖的稳定工件尺寸精度的时效工艺法。

其实质就是将工件进行快速加热，使加热过程中造成的热应力正好与残余应力叠加，超过材料的屈服极限引起塑性变形，从而使原始残余应力很快松弛并稳定化。

五、超声波时效法超声波时效法首先在前苏联诞生，并在发达国家得到推广，该对消除应力非常严格的领域。

1.投资少

2.生产周期短

3.使用方便

4.适应性强

5.节约能源，降低成本

6.机械性能显著提高

7.符合环保要求

8.操作简单，易于实现机械自动化。

9.可避免金属零件在热时效过程中产生的翘曲变形、氧化、脱碳及硬度降低等缺陷。

二、振动时效的机理

1.从宏观的角度分析，振动时效使零件产生塑性变形，降低和均化残余应力并提高材料的抗变形能力，无疑是导致零件尺寸精度稳定的基本原因。由振动时效的加载试验结果可知，振动时效件的抗变形能力不仅高于未经时效的零件，也高于经热时效处理的零件。

2.从微观方面分析，振动时效可视为一种以循环载荷的形式施加于零件上的一种附加的动应力。

3.从错位、晶格滑移等金属学理论上解释，其主要观点是振动时效处理过程实际上是通过在工件的共振状态下，给工件的每一部位（晶格）施加一定的动能量，如果施加的这个能量值与微观组织本身原有的能量值之和，足以克服微观组织周围的井势（恢复平衡的束缚力），则微观区域必然会产生塑性变形，使产生残余应力的歪曲晶格得以慢慢地恢复平衡状态，使应力集中处的错位得以滑移并重新钉扎，达到消除和均化残余应力的目的。

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