振动时效优点:①机械性能显著提高,经过振动时效处理的构件其残余应力可以被消除20%—80%左右,高拉应力区消除的比例比低应力区大。因此可以提高使用强度和疲劳寿命,降低应力腐蚀。可以防止和减少由于热处理、焊接等工艺过程造成的微观裂纹的发生。可以提高构件抗变形的能力,稳定构件的精度,提高机械质量。②适用性强,由于设备简单易于搬动,因此可以在任何场地上进行现场处理。它不受构件大小和材料的限制,从几十公斤到几十吨的构件都可以使用振动时效技术。特别是对于一些大型构件无法使用热时效时,振动时效就具有更加突出的优越性。③节省时间、能源和费用,振动时效只需30分钟即可进行下道工序。而热时效至少需要一至两天以上,且需要大量的煤油、电等能源。因此,相对与热时效来说,振动时效可节省能源90%以上,可节省费用95%以上,特别是可以节省建造大型焖火窑的巨大投资。
缺点:相对于热时效消除残余应力比例小。
振动时效与其他时效方法的优缺点:自然时效:降低的残余应力不大,但对工件尺寸稳定性很好,方法简单易行,但生产周期长.占用场地大,不易管理,不能及时发现构件内的缺陷。热时效:①热时效工艺要求是严格的,如要求炉内温度差不大于±25℃,升温速度不大于50℃/小时,降温速度不大于20℃/小时。②能耗高,生产成本高。热时效炉内温度不均匀,升降温速度无法严格控制。③同一炉内,热时效消除应力不均匀。④劳动强度大,污染严重,目前大部已被振动时效代替。
在实际加工中,工件的重量、体积、结构形状具有多样性,在振动时效前很准确制定出各工艺参数,工件的主振频率、辅振频率、激振力及激振点和支承点位置等参数必须通过调整才能准确得出。
振动时效(VSR)就是在激振设备周期性--激振力的作用下在某一频率使金属构件共振,形成的动应力使构件在半小时内进行数万次较大振幅的亚共振振动,使其内部残余应力叠加,达到一定数值后,在应力最集中处,会超过屈服极限而产生微小的塑性变形,降低该处残余应力,并强化金属基体;而后振动在其余应力集中部分产生同样作用,直至不能引起任何部分塑性变形为止,从而使构件内残余应力降低和重新分布,处于平衡状态,提高材料的强度。构件在后序安装使用中,因不再处于共振状态,不承受比共振力更大外力作用,振后构件不会出现应力变形。