振动时效的介绍
相对于自然时效和热时效等传统的消除残余应力的方法, 振动时效具有自身不可替代的优点,
因此得到了快速的发展以及大面积的应用。由于自然时效方法基本被淘汰,我们这里主要针对热时效方法进行比较, 具体的优势如下所示:
可在工序任何步骤施加
热时效法一般均是发生在精加工之前的工序, 精加工之后便不能进行热时效的方法消除残余应力,
而振动时效却可以灵活的运用到各个步骤中。
操作简便
热时效一般需要设计与之匹配的加热设备以及保温设备, 而且这些设备一般是固定在具体位置不做移动的,
而相比较而言, 振动时效设备相对较小, 能够自由带到操作现场, 加载到构件需要的位置上。
能耗低、无污染
热时效需要为加热设备加热, 以及进行后续的保温处理, 这必然会浪费大量的能源,
并造成对环境的破坏, 而振动时效能耗相对热时效较少, 且对环境无污染。
耗时少
一般的热时效方法经过加热处理、保温处理后, 会耗时超过小时,而相对而言, 振动时效耗时一般在分钟之内,对于目前比较热门的超声振动时效一般只需几分钟。
HK3000振动时效消除应力现场
振动时效消除残余应力的方法灵感最早来自于通过锤击物体从而释放残余应力的生活实践,
通过用外加振动的方法施加给存在残余应力的构建一个循环载荷, 使构件在循环载荷的作用下产生塑性变形,实现发生塑性变形的部分残余应力实现释放, 稳定构件的尺寸,提高精度的作用。目前根据施加循环载荷的频率的不同, 将振动时效分为低频振动时效、高频振动时效和超声振动时效。
可以使用。振动时效是利用共振原理来消除和均化金属铸件、锻件、焊接结构件、有色金属等零件的残余应力,以防止零件尺寸变形和开裂。在没有测振传感器的时候仍然可以使用,操作之前应确保激振器放在正确的位置夹紧, 传感器放在波峰处。
中华人民共和国国家标准GB/T25712-2010 《振动时效工艺参数选择及效果评定方法》于2010-12-23发布,将于2011-7-1实施
本标准由:中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局、中国国家标准化管理委员会发布
标准前言: 本标准按照GB/T1.1-2009给出的规则起草
本标准由中国机械工业联合会提出
本标准由全国铸造机械标准化技术委员会(SAC/TC186)归口
本标准主要起草人:汤小牛、刘久明、卢军
振动时效工艺参数选择及效果评定方法 1 范围 本标准规定了振动时效工艺参数的选择及技术要求和振动时效效果评定方法。 本标准适用于碳素结构钢、低合金钢、不锈钢、铸铁、有色金属(铜、铝、钛及其合金)等材质的铸件、锻件、焊接件、模具、机加工件的振动时效工艺及其装置。 2 规范性引用文件 下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件,仅所注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。 GB/T×××× 机械式振动时效装置(同期报批) 3 术语和定义 GB/T××××中确立的以及下列术语和定义适用于本标准。 3.1 全程扫频和局部扫频 Span scanning &local scanning 时效装置从最低转速到当前偏心矩下最大转速全范围内扫频称全程扫频。 时效装置在当前偏心矩下某一段转速范围内扫频称局部扫频。 3.2 振型 Vibration mode 工件受某一频率激励产生共振,在其某一点位移达到最大值的瞬间,工件各点的位移形成的线或面称为振型。 3.3 节点和节线 Vibration node &Vibration nodal line 工件共振时,振型上振幅最小处称为该振型的节点,简称节点。 节点连成的线称为该振型的节线,简称节线。共振时,工件可能有多个节点或节线。 3.4 振型有效区 Effective area of vibration mode 工件共振时,在工件相邻节线之间或相交节线所围区域内,其动应力等效值在该区域内动应力等效值峰值的0.707倍以上的区域称为该振型的振型有效区,简称振型有效区。 3.5 有效频率和有效振型 Effective vibration frequency &Effective vibration mode 工件以某频率共振,若其振型有效区能覆盖工件被重点关注区域或其残余应力较大区域,则该频率对应的振型称为有效振型,该共振频率称为有效频率。 3.6 时效频率 Eging frequency 当选定某一有效振型对工件进行时效时,为使振型有效区的动应力等效值峰值达到一定数值,在该有效振型对应的有效频率的亚共振频率区内具体选择的激振频率称为时效频率。 3.7 残余应力等效值 Equivalent residual stress
时效处理
指金属或合金工件(如低碳钢等)经固溶处理,从高温淬火或经过一定程度的冷加工变形后,在较高的温度放置或室温保持其性能,形状,尺寸随时间而变化的热处理工艺。一般地讲,经过时效,硬度和强度有所增加,塑性韧性和内应力则有所降低。 含碳较高的钢,淬火后立即获得很高的硬度,但其塑性变得很低。而铝合金淬火后,强度或硬度并不立即达到峰值,其塑性非但未下降,反而有所上升。经相当长时间(例如4~6昼夜)的室温放置后,这种淬火合金的强度与硬度显著提高,而塑性则有所下降。
时效处理指合金工件经固溶处理,冷塑性变形或铸造,锻造后,在较高的温度放置或室温保持其性能,形状,尺寸随时间而变化的热处理工艺。
基本原理
为了消除精密量具或模具、零件在长期使用中尺寸、形状发生变化,常在低温回火后(低温回火温度150-250℃)精加工前,把工件重新加热到100-150℃,保持5-20小时,这种为稳定精密制件质量的处理,称为时效。对在低温或动载荷条件下的钢材构件进行时效处理,以消除残余应力,稳定钢材组织和尺寸,尤为重要。
时效处理:指合金工件经固溶处理,冷塑性变形或铸造,锻造后,在较高的温度或室温放置,其性能、形状、尺寸随时间而变化的热处理工艺。若采用将工件加热到较高温度,并较短时间进行时效处理的时效处理工艺,称为人工时效处理。若将工件放置在室温或自然条件下长时间存放而发生的时效现象,称为自然时效处理。第三种方式是振动时效,从80年代初起逐步进入使用阶段,振动时效处理在不加热也不像自然时效那样费时的情况下,给工件施加一定频率的振动使其内应力得以释放,从而达到时效的目的。时效处理的目的,消除工件的内应力,稳定组织和尺寸,改善机械性能等。
固溶
所谓固溶处理,是指将合金加热至第二相能全部或最大限度地溶入固溶体的温度,保持一段时间后,以快于第二相自固溶体中析出的速度冷却,获得过饱和固溶体的过程。
固溶处理的主要目的是改善钢或合金的塑性和韧性,为沉淀硬化处理作好准备等。
固溶处理是材料科学实验中一种非常常见的加工处理工艺。
由固溶可得到固溶体。
目的
主要是改善钢和合金的塑性和韧性,为沉淀硬化处理作好准备等。
使合金中各种相充分溶解,强化固溶体,并提高韧性及抗蚀性能,消除应力与软化,以便继续加工或成型。
适用
多种特殊钢,高温合金,特殊性能合金,有色金属。
尤其适用:
1.热处理后须要再加工的零件。
2.消除成形工序间的冷作硬化。
3.焊接后工件。
固溶处理是为了溶解基体内碳化物、γ'相等以得到均匀的过饱和固溶体,便于时效时重新析出颗粒细小、分布均匀的碳化物和γ'等强化相,同时消除由于冷热加工产生的应力,使合金发生再结晶。其次,固溶处理是为了获得适宜的晶粒度,以保证合金高温抗蠕变性能。固溶处理的温度范围大约在980~1250℃之间,主要根据各个合金中相析出和溶解规律及使用要求来选择,以保证主要强化相必要的析出条件和一定的晶粒度。对于长期高温使用的合金,要求有较好的高温持久和蠕变性能,应选择较高的固溶温度以获得较大的晶粒度对于中温使用并要求较好的室温硬度、屈服强度、拉伸强度、冲击韧性和疲劳强度的合金,可采用较低的固溶温度,保证较小的晶粒度。高温固溶处理时,各种析出相都逐步溶解,同时晶粒长大低温固溶处理时,不仅有主要强化相的溶解,而且可能有某些相的析出。对于过饱和度低的合金,通常选择较快的冷却速度对于过饱和度高的合金,通常为空气中冷却
频率周期振幅的公式是什么
有奖励
频率的公式是T=1/f,振幅没有公式,振幅是指振动的物理量可能达到的最大值,通常以A表示,它是表示振动的范围和强度的物理量,频率是单位时间内完成周期性变化的次数。频率是描述周期运动频繁程度的量,常用符号f或ν表示,单位为秒分之一,符号为s。 假如现在有一个单摆,固有的振动频率就是它自由振荡的频率,假设为f,这个单摆在左右摆动。
现在我以1。5f的频率从左边推动它,第一次在最高点推它,单摆摆的更厉害了,但是摆还没完全摆回来到最高点的时候,我的第二次推动就又开始了,此时我实际上抵消了单摆的一部分摆动能量,结果相当于单摆幅度变小了,但是因为受到我外力的驱使,它只好在2T/3的时候就又往右摆了。
然后在4T/3的时候,此时单摆的固有周期正进行到第二轮的1/3处,因此方向是向右的,我进行了第三次推动,这次因为推动方向跟摆的瞬时运动方向相同,所以增加了单摆的摆幅,同样,本来单摆还在一个固有周期进行中,却因为受到我外力的驱使,又结束了没有完成的一轮固有周期而进入了新的周期,然后在6T/3就是正好2个固有周期的时候,单摆恰好回到了左边的最高点,此时我进行第四次推动。
然后往复刚才的情形。 因此,受迫振动的频率等于驱动力的频率,因为驱动力是一直存在的。但是倘若两者频率不同,振幅是会变化的,一会大,一会小。而这个振幅变化的周期,跟驱动力频率与振子固有频率的差值有关。
编辑于 2021-04-12
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振幅与频率之间的计算公式是什么?在哪里找到的
楼主,两者其实没有什么直接关系的。 不过:波长=波速/频率 而振幅麻,只能说相同频率下,振幅越大能量就越高。 频率是由波源决定的,比如把石头丢平静的水里会散开水波,在散开的水波中,不管离落入点远近,它们都有一样的频率,但是越远振幅越小,能量也就越小。。振动时效主要用于降低和均化工件的残余内应力,防止工件变形和开裂,它是根据工艺要求控制激振器的转速和偏心使工件发生共振,让工件需时效部位产生一定幅度、一定周数的交变运动并吸收能量,以便让工件内部发生一定的微观粘弹塑料性金属力学变化,从而在一定程度上降低和均化工件内部的残余应力,提高工件将来的尺寸稳定性及疲劳寿命等性能。它最后通过比较时效前后及过程中工件的有效固有频率及其加速度等参数的变化来定性地判断时效效果。振动时效适用于碳素结构钢、低合金钢、不锈钢、铸铁、有色金属
GB/T 25712-2010《振动时效工艺参数选择及效果评定方法》
本标准规定了振动时效工艺参数的选择及技术要求和振动时效效果评定方法。
本标准适用于以碳素结构钢、低合金钢、不锈钢、铸铁、有色金属(铜、铝、钛及其合金)等材质的铸件、锻件、焊接件、模具、机加工件的振动时效工艺及其装置。
固溶处理是指将合金加热到高温单相区恒温保持,使过剩相充分溶解到固溶体中后快速冷却,以得到过饱和固溶体的热处理工艺。
固溶处理是为了溶解基体内碳化物、γ’相等以得到均匀的过饱和固溶体,便于时效时重新析出颗粒细小、分布均匀的碳化物和γ’等强化相,同时消除由于冷热加工产生的应力,使合金发生再结晶。
其次,固溶处理是为了获得适宜的晶粒度,以保证合金高温抗蠕变性能。
固溶处理的温度范围大约在980~1250℃之间,主要根据各个合金中相析出和溶解规律及使用要求来选择,以保证主要强化相必要的析出条件和一定的晶粒度。
时效处理:指合金工件经固溶处理,冷塑性变形或铸造,锻造后,在较高的温度或室温放置,其性能、形状、尺寸随时间而变化的热处理工艺。
为了消除精密量具或模具、零件在长期使用中尺寸、形状发生变化,常在低温回火后(低温回火温度150-250℃)精加工前,把工件重新加热到100-150℃,保持5-20小时,这种为稳定精密制件质量的处理,称为时效处理。
扩展资料:
固溶处理与时效处理的关系
固溶处理适用范围:多种特殊钢,高温合金,特殊性能合金,有色金属。尤其适用于热处理后须要再加工的零件、消除成形工序间的冷作硬化以及焊接后工件。
经过时效处理后金属或合金工件硬度和强度有所增加,塑性韧性和内应力则有所降低。 含碳较高的钢,淬火后立即获得很高的硬度,但其塑性变得很低,能够达到比较理想的强化效果。
而在时效处理前进行固溶处理时,加热温度必须严格控制,以便使溶质原子能最大限度地固溶到固溶体中,同时又不致使合金发生熔化,使得时效处理能够达到高质量要求。
参考资料来源:百度百科-固溶处理
参考资料来源:百度百科-时效处理