振動時效去應(yīng)力測試應(yīng)力

鑄件凝固以后在冷卻過程中會產(chǎn)生殘余應(yīng)力，殘余應(yīng)力對鑄件質(zhì)量影響大，尤其在交變載荷作用下的工件，當(dāng)載荷作用方向與殘余應(yīng)力方向一致時，內(nèi)外應(yīng)力總和可能超過材料的強(qiáng)度極限，嚴(yán)重時使鑄件局部或整體斷裂；有殘余應(yīng)力的鑄件，經(jīng)機(jī)械加工，往往會發(fā)生變形或降低零件精度。因此，消除或降低鑄件內(nèi)部的殘余應(yīng)力是十分必要的。
　　傳統(tǒng)的時效方法是熱時效，這種方法耗能大、成本高；環(huán)境污染嚴(yán)重；生產(chǎn)周期長、不易配爐；更重要的是爐溫均勻性差，升、降溫速度不易控制，易產(chǎn)生二次殘余應(yīng)力、微觀裂紋，甚至造成鑄件報(bào)廢。
　　振動時效能消除鑄件內(nèi)部殘余應(yīng)力的20%～80%，熱時效能消除鑄件內(nèi)部殘余應(yīng)力的50%～80%，且振動時效所消耗能源僅為熱時效的5%。
　　為了能給企業(yè)創(chuàng)造更高的經(jīng)濟(jì)效益，本廠采用振動時效這項(xiàng)新技術(shù)，首先選擇鑄鐵件Z01.1.18機(jī)座(材料HT 200，單重900kg，大壁厚50mm，小壁厚20mm)。對其進(jìn)行振動時效和熱時效處理，然后用X射線衍射法分別測量其時效結(jié)果。
1　時效工藝方案的確定

1.1　熱時效工藝方案
　　熱時效是將鑄件加熱到塑性狀態(tài)的溫度范圍，在此溫度下保溫一定的時間，使應(yīng)力消除，再緩慢冷卻。

1.2　振動時效工藝方案
　　(1)　支撐點(diǎn)的選擇、激振點(diǎn)的確定、傳感器的安放。

　　(2)　工藝參數(shù)表。
    (3)　特性曲線圖。

2　時效結(jié)果的測定

   2.1　測試設(shè)備
　　測試設(shè)備為X射線應(yīng)力測量儀。

   2.2　應(yīng)力測試
　　根據(jù)機(jī)座的結(jié)構(gòu)，A點(diǎn)殘余應(yīng)力較大，為易裂部位，因此，對A點(diǎn)振動時效前、后，熱時效前、后分別進(jìn)行應(yīng)力測量。

   2.3　測試結(jié)果分析
　　從測試數(shù)據(jù)來看，熱時效能消除機(jī)座A點(diǎn)殘余應(yīng)力的51%，振動時效能消除殘余應(yīng)力的45%，結(jié)果比較理想，也符合資料上的介紹情況。
3　其它鑄鐵件應(yīng)力測試結(jié)果

　　除了對機(jī)座進(jìn)行應(yīng)力測試外，對工作臺、并條等鑄件也采用同樣的方法進(jìn)行測試，結(jié)果也與預(yù)期的相吻合。

4　經(jīng)濟(jì)效益分析

　　通過統(tǒng)計(jì)，熱時效與振動時效耗能、成本比較。從數(shù)據(jù)來看，振動時效比熱時效節(jié)能(21.14-0.67)÷21.14×=96.8%成本降低(119.20-2.00)÷119.20×=98%。由此看來，振動時效新技術(shù)與熱時效相比經(jīng)濟(jì)效益十分顯著。
5　結(jié)論

　　通過采用X射線衍射法測量鑄鐵件器熱時效與振動時效前后的殘余應(yīng)力，說明熱時效能消除殘余應(yīng)力的50%～70%，振動時效能消除殘余應(yīng)力的42%～62%，振動時效比熱時效節(jié)能96.8%，成本降低98%。九工振動時效機(jī)是一項(xiàng)可廣泛應(yīng)用的新技術(shù)。