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熱時(shí)效
熱時(shí)效是將構(gòu)件由室溫緩慢.均勻加熱至550℃左右，保溫4—8小時(shí)，再嚴(yán)格控制降溫速度至150℃以下出爐。
熱時(shí)效工藝要求是嚴(yán)格的，如要求爐內(nèi)溫度差不大于±25℃，升溫速度不大于50℃/小時(shí)，降溫速度不大于20℃/小時(shí)。爐內(nèi)溫度不許超過570℃，保溫時(shí)間也不易過長，如果溫度高于570℃，保溫時(shí)間過長會(huì)引起石墨化使構(gòu)件強(qiáng)度降低。如果升溫速度過快，構(gòu)件在升溫中薄壁處升溫速度比厚壁處快的多，構(gòu)件各部分的溫差急劇增會(huì)造成附加溫度應(yīng)力。如果附加應(yīng)力與構(gòu)件本身的殘余應(yīng)力疊加超過強(qiáng)度極限，就會(huì)造成構(gòu)件開裂。熱時(shí)效降溫不當(dāng)，會(huì)使時(shí)效效果大為降低，甚至產(chǎn)生與原殘余應(yīng)力相同的溫度應(yīng)力（二次應(yīng)力），并殘留在構(gòu)件中，從而破壞了已取得的熱時(shí)效效果。 
降溫速度對(duì)消除殘余應(yīng)力的影響 
降低溫度速度 ℃/小時(shí) 殘余應(yīng)力消除的百分?jǐn)?shù)（%）
130 6—27
50 40—50
30 60—85
注：爐內(nèi)溫度差不大于25℃
熱時(shí)效存在的問題： 建窯占地面積大，費(fèi)用高（每立方米1—1.2萬元）。 熱時(shí)效能耗高，生產(chǎn)成本高。 熱時(shí)效爐內(nèi)溫度不均勻，升降溫速度無法嚴(yán)格控制。
熱時(shí)效工件在爐內(nèi)不同位置消除應(yīng)力的測試結(jié)果
序號(hào) 工件在爐內(nèi)的位置 殘余應(yīng)力的大小（kgf /mm²） 殘余應(yīng)力消除的百分比（%）
時(shí)效前 時(shí)效后 
σ 1 σ 2 σ 1 σ 2 σ 1 σ 2 平 均
1 爐后端 10.4 7.9 6.6 6.2 36.7 21.4 29.1
2 爐中部 10.4 7.9 5.1 1.6 51.2 79.6 65.4
3 爐門處 10.4 7.9 9.1 8.1 12.6 -2.4 5.1
可見：同一爐內(nèi)，熱時(shí)效消除應(yīng)力不均勻。
4)熱時(shí)效勞動(dòng)強(qiáng)度大，污染嚴(yán)重，目前大部已被振動(dòng)時(shí)效代替。

殘余應(yīng)力對(duì)金屬構(gòu)件的影響
殘余應(yīng)力的存在對(duì)金屬工件的強(qiáng)度疲勞壽命結(jié)構(gòu)變形等方面的影響都是很大的，因此在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中必須予以考慮。
§2.31殘余應(yīng)力對(duì)疲勞壽命的影響
人們很早就已經(jīng)知道：當(dāng)受到交變應(yīng)力的構(gòu)件存在壓縮殘余應(yīng)力時(shí)，該構(gòu)件的疲勞強(qiáng)度會(huì)有所提高，而存在拉伸殘余應(yīng)力時(shí)，從而有效地提高疲勞強(qiáng)度。但是很多情況下，構(gòu)件表面存在著拉伸殘余應(yīng)力，從而有效地提高疲勞強(qiáng)度。但是很多情況下，構(gòu)件表面存在著拉伸殘余應(yīng)力，人們首先考慮的是如何來改變這種應(yīng)力分布以提高疲勞壽命，這就是調(diào)整殘余應(yīng)力問題，這與考慮殘余應(yīng)力對(duì)變形的影響是不相同的，后者考慮的是如何降低或消除殘余應(yīng)力以保證變形的穩(wěn)定性。
實(shí)際上，殘余應(yīng)力對(duì)疲勞的影響因條件和環(huán)境的不同而改變。他與殘余應(yīng)力分布規(guī)律和量值、材料的彈性性能、外來作用的狀態(tài)等因素有關(guān)。當(dāng)我們研究殘余應(yīng)力對(duì)疲勞的影響是既要考慮宏觀殘余應(yīng)力的影響，也要考慮微觀殘余應(yīng)力的影響。
可以認(rèn)為，宏觀殘余應(yīng)力在初期暫時(shí)與作用的交變應(yīng)力疊加，改變盈利水平，較大的影響著疲勞壽命。而由微觀組織不均勻性所造成的殘余應(yīng)力在應(yīng)力交變過程中，會(huì)使微觀區(qū)域內(nèi)的塑性變形積累，使該部分產(chǎn)生應(yīng)力集中，并使組織內(nèi)發(fā)生裂紋。這些影響比起對(duì)靜強(qiáng)度的影響來說，在實(shí)用上將更為重要。

近十多年來，國內(nèi)外使用振動(dòng)處理方法消除金屬構(gòu)件內(nèi)的殘余應(yīng)力，以代替熱時(shí)效。這種新技術(shù)在國外被稱做“Vibratory Stress Relief Method”（簡稱VSR）。由于這種方法可以降低或均化構(gòu)件內(nèi)的殘余應(yīng)力，因此可以提高構(gòu)件的使用強(qiáng)度，可以減少變形。
圖1.1振動(dòng)處理構(gòu)件設(shè)備布置圖
穩(wěn)定精度，可以防止或減少由于熱時(shí)效和焊接產(chǎn)生的微觀裂紋的發(fā)生。特別是在節(jié)省能源、縮短周期上具有明顯的效果，因此被許多國家大量使用。我們?cè)谠擁?xiàng)技術(shù)的機(jī)理和應(yīng)用研究上，近些年來都取得了較大的進(jìn)展。
§1—1 振動(dòng)時(shí)效的特點(diǎn)及其發(fā)展概況
一、振動(dòng)時(shí)效工藝的簡單程序
振動(dòng)處理技術(shù)又稱做振動(dòng)消除應(yīng)力，在我國又稱做振動(dòng)時(shí)效。它是將一個(gè)具有偏心重塊的電機(jī)系統(tǒng)（稱做激振器）安放在構(gòu)件上，并將構(gòu)件用橡皮墊等彈性物體支承，如圖2.1所示。通過控制器起動(dòng)電機(jī)并調(diào)節(jié)其轉(zhuǎn)速，使構(gòu)件處于共振狀態(tài)。約經(jīng)20~30分鐘的振動(dòng)處理即可達(dá)到調(diào)整殘余應(yīng)力的目的。
可見，用振動(dòng)時(shí)效技術(shù)是十分簡單和可行的。
二、振動(dòng)時(shí)效工藝特點(diǎn)
振動(dòng)時(shí)效之所以能夠部分地取代熱時(shí)效，是由于該項(xiàng)技術(shù)具有一些明顯的特點(diǎn)。
1．機(jī)械性能顯著提高
經(jīng)過振動(dòng)處理的構(gòu)件其殘余應(yīng)力可以被消除30%~80%左右，高拉應(yīng)力區(qū)消除的比低應(yīng)力區(qū)大。因此可以提高使用強(qiáng)度和疲勞壽命，降低應(yīng)力腐蝕。
可以防止或減少由于熱處理、焊接等工藝過程造成的微觀裂紋的發(fā)生。
可以提高構(gòu)件抗變形的能力，穩(wěn)定構(gòu)件的精度，提高機(jī)械質(zhì)量。
2．適用性強(qiáng)
由于設(shè)備簡單易于搬動(dòng)，因此可以在任何場地上進(jìn)行現(xiàn)場處理。它不受構(gòu)件大小和材料的限制，從幾十公斤到幾百噸的構(gòu)件都可使用振動(dòng)時(shí)效技術(shù)。特別是對(duì)一些大型構(gòu)件無法使用熱時(shí)效處理時(shí)，振動(dòng)時(shí)效就具有更加突出的優(yōu)越性。
3．節(jié)省時(shí)間、能源和費(fèi)用
振動(dòng)時(shí)效只需30分鐘即可進(jìn)行下道工序。而熱時(shí)效至少需一至二天以上，且需大量的煤油、電等能源。因此，相對(duì)于熱時(shí)效來說，振動(dòng)時(shí)效可節(jié)省能源90%以上，可節(jié)省費(fèi)用90%以上，特別是可以節(jié)省建造大型燜火窯的巨大投資。

概括起來講振動(dòng)時(shí)效的工藝過程分四步進(jìn)行：
步：首先用彈性橡膠墊將要時(shí)效處理的工件在其節(jié)線附近支撐起來，并將激振器用弓形卡具卡緊在工件振動(dòng)時(shí)的波峰處，將測試工件振動(dòng)情況的傳感器用磁坐吸緊在工件上，并用電纜線將激振器、傳感器和控制器連接起來，這一步又稱為準(zhǔn)備過程。
第二步：振動(dòng)時(shí)效設(shè)備以掃描的方式自動(dòng)檢測出被時(shí)效處理工件的固有共振頻率和應(yīng)該給工件振動(dòng)能量的大小，這一步又稱為振前掃描。
第三步：振動(dòng)時(shí)效設(shè)備以第二步測得參數(shù)為依據(jù)自動(dòng)確定出對(duì)工件進(jìn)行振動(dòng)處理的振動(dòng)頻率，并對(duì)工件進(jìn)行振動(dòng)時(shí)效處理，在處理過程中隨時(shí)檢測振動(dòng)參數(shù)和工件殘余應(yīng)力的變化，而殘余應(yīng)力不再消除時(shí)即適時(shí)停止處理過程，這一步又稱為振動(dòng)處理過程。
第四步：振動(dòng)處理完畢后，振動(dòng)時(shí)效設(shè)備自動(dòng)對(duì)被時(shí)效處理工件的參數(shù)進(jìn)行再一次檢測，以便依據(jù)JB/T5926-91或JB/T10375-2002標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)振動(dòng)時(shí)效進(jìn)行判定。這一步又稱為時(shí)效效果檢測過程或振后掃描。
振動(dòng)時(shí)效工藝實(shí)際上是指對(duì)工件的幾個(gè)振動(dòng)時(shí)效參數(shù)的確定，振動(dòng)時(shí)效的幾個(gè)主要參數(shù)是：振動(dòng)頻率、振動(dòng)時(shí)間、動(dòng)應(yīng)力、工件的振型（用來確定工件的支撐位置，激振器和傳感器的裝夾位置），下面將對(duì)這幾個(gè)參數(shù)進(jìn)行較為詳細(xì)的說明。
一、 振動(dòng)頻率的確定
在共振狀態(tài)下，可用小的振動(dòng)能量，使工件產(chǎn)生的振幅，得到的動(dòng)應(yīng)力和動(dòng)能量，從而使工件中的殘余應(yīng)力消除的更，工件獲得的尺寸穩(wěn)定性效果更好。
振動(dòng)時(shí)效中的共振狀態(tài)，是在外部激振器激振力的持續(xù)作用下，零件處于“受迫振動(dòng)”時(shí)的一個(gè)特殊狀態(tài)。它的條件是激振頻率接近工件的固有頻率，這時(shí)振動(dòng)特性中的振幅—頻率曲線出現(xiàn)一個(gè)峰值，振幅的陡然增大對(duì)振動(dòng)時(shí)效產(chǎn)生附加動(dòng)應(yīng)力有利。
工件在振動(dòng)時(shí)效時(shí)是一個(gè)振動(dòng)體，它與其支撐用的彈性橡膠墊和激振器組成為一個(gè)振動(dòng)系統(tǒng)，當(dāng)該系統(tǒng)進(jìn)行自由振動(dòng)時(shí)，根據(jù)振動(dòng)學(xué)原理，它的共振頻率僅與系統(tǒng)本身的質(zhì)量、剛度和阻尼有關(guān)。這個(gè)頻率是由系統(tǒng)固有性質(zhì)所決定的，稱為固有頻率。