振動時效對鋁合金及其它金屬殘余應力的應用

　　1、什么是殘余應力？

　　殘余應力

　　構件在制造過程中，將受到來自各種工藝等因素的作用與影響；當這些因素消失之后，若構件所受到的上述作用與影響不能隨之完全消失，仍有部分作用與影響殘留在構件內，則這種殘留的作用與影響稱為殘留應力或殘余應力。

　　殘余應力是當物體沒有外部因素作用時，在物體內部保持平衡而存在的應力。

　　凡是沒有外部作用，物體內部保持自相平衡的應力，稱為物體的固有應力，或稱為初應力，亦稱為內應力。殘余應力是一種固有應力。

　　2、振動時效的原理

　　振動時效是采用外力振動的方式，使工件內部產生一定周期性交變作用力，作用力和工件本身殘余應力疊加，超過工件本身的微觀屈服極限便導致工件發生微觀的塑彈性力學變化。從而引起殘余應力的降低和均化。使工件內部各方面作用的力基本趨于平衡。防止工件變形，提高工件疲勞極限。從而發揮工件本身的最大實用價值!

　　3、振動時效對金屬構件的影響

　　<1>振動時效可以降低和均化構建中的殘余應力，工件受周期性附加動應力的作用，在應力集中處發生局部的塑性變形，繼而又在整體上發生較大的塑性變形。

　　<2>振動時效不僅能夠減小和均化殘余應力，還可提高材料的抗變形能力。

　　<3>振動時效不僅使工件在長期使用過程中尺寸精度變化較小，而且能在較短的時間內使零件尺寸達到穩定。

　　<4>振動時效對金屬材料力學性能的影響。經振動時效后，材料的屈服和抗拉強度提高；斷裂韌性提高，防止工件脆斷。

　　4、振動時效與熱時效的比較

　　熱時效不但耗能大，成本高，對環境污染也十分嚴重。同時其時效效果受熱時效工藝的影響也很大，且容易產生變形。

　　振動時效就是通過專用的振動時效設備使被處理的工件在固有頻率下產生共振，同時給工件施加一個與其共振頻率相一致的激振力，從而向工件輸入能量，使其內部產生微觀的塑性變形，將工件的殘余應力釋放出來，已達到消除和均化殘余應力的目的，工件的尺寸穩定性和精度也得到大大的提高。

　　振動時效成本費用低，時效時間短，尺寸穩定性好，抗變形能力比熱時效提高30-50％，時效形變可忽略不計，工作場地不受限制，比熱時效節能95％以上。

　　5、振動時效的振型

　　一階彎曲振型，共振頻率：22.4Hz。二階彎曲振型，共振頻率：61.7Hz。三階彎曲振型，共振頻率：120.9Hz。