ZS2008 振动应力消除机（残余内应力消除介绍）

一章 振动时效背景
一、振动时效技术应用
振动时效技术，国外称之为“Vibrating Stress Relief”简称“VSR”,旨在 通过专业的振动时效设备，使被处理的工件产生共振，并通过这种共振方式将一定的振动能量传递到工件的所有部位，使工件内部发生微观的塑性变形――被歪曲的晶格逐渐 回复平衡状态。位错重新滑移并钉扎，从而使工件内部的残余应力得以消除和均化，终防止工件在加工和使用过程中变形和开裂，保证工件尺寸精度的稳定性。
二、振动时效的特点
1. 时效效果好
2. 灵活性强
3. 彻底解决了热时效炉窑的环境污染问题
4. 投资少
5. 节能显著
6. 效率高
7. 特别时候不宜高温时效的材料和零件的消除应力处理
振动时效与热时效特点比较
项目热时效振动时效
应力消除40－80％30－90％
能源消耗高比热时效节能95％
环境保护有烟气粉尘废渣排放无污染
尺寸稳定性较好比热时效提高30％以上
生产费用150－300元/吨4－10元/吨
时效周期20－60小时20－50分钟
抗变形较差比热时效提高30－75％
时效氧化较大可忽略不计
时效变形有无
大型工件无法进炉处理可方便就地处理

三、振动时效的由来及现状
1. 由来及国外的应用情况
在工件的铸造、焊接、锻造、机械加工、热处理、校直等制造过程中在工件的内部产生残余应力，而残余应力的存在 必然会导致一些不良的后果出现。
如：降低工件的实际承载能力而生裂纹；
易发生变形而影响工件的尺寸精度；
加速应力腐蚀；
降低工件的疲劳寿命等。
消除应力有：自然时效、热时效、振动时效、静态过载时效、爆炸时效、循环加载时效等，虽然都有有缺点，但都在一定程度上达到消除和均化的目的。
振动时效源自于敲击时效，在焊接中，施焊一段时间后立即用小锤对焊缝及周边进行敲击以防止裂纹产生，其原因就是随时将焊接应力消除一些，以免终产生较大的应力集中。
敲击法能量有限，后来发现使工件产生共振时，可给工件出入zui大的振动能力，从而于1915年在美国产生上一台关于振动消除残余应力的。直到五十年代后期，电动机制造水平的提高，轻巧的振动时效设备陆续在美国、德国、英国、法国、苏联等出现，并不断地被应用到机械制造业中，大量的实际应用证明这种方法比热时效更能提高工件的尺寸稳定性。
2. 发展及现状
发展较晚，先由孙照清总工程师等老一辈技术于74年出国考察，把技术带回，并开始在机械部、航空部研究移植，并在“六五”期间在机械部提出攻关课题―――提高机床铸件产品质量的大课题里面确定“振动时效可行性研究”。八五年机械部特批二万五千美金与美国马丁公司合作，引进当时上的VSR－－790型振动时效设备及相关技术。
特别是九一年JB/T5926-91《振动时效工艺参数选择及技术时效设备要求》标准的诞生，使该技术得以较快的推广和发展。
第二章关于残余应力
一、 残余应力的分类
1.力相互作用或平衡范围分类
2.金属学分类
3. 应力产生的工艺过程分类：
铸造残余应力
焊接残余应力
压力加工残余应力
切削加工残余应力
热时效残余应力
镀层残余应力
表面硬化处理残余应力
校直残余应力等
4. 按引起残余应力的工艺机构分类
5. 按物理学分类
6. 按应力存在时间的长短分类
二、残余应力的机理
1. 由于机械加工产生不均匀的塑性变形引起的残余应力。
2. 由于温度不均匀造成的局部热塑性变形或相变作用引起的不均匀塑性变形而产生的残余应力。
3. 由于公差产生的残余应力。
4. 还有由于化学变化等多种原因都可能产生残余应力。
三、残余应力对金属构件的影响
1. 对金属材料屈服限的影响
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。
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
超声波时效法先在前苏联诞生，并在发达得到推广，该方法起先主要应用于船舶、核潜艇、航空航天等对消除应力非常严格的军事领域。