振动应力设备
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应力处理
表一 振动时效与热时效特点比较
项目 热时效 振动时效
应力 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。
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，可给工件出入大的振动能力，从而于1915年在美国产生世界上台关于振动残余应力的专利。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、苏联等国家出现，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. 国内发展及现状
国内发展较晚，首先由孙照清总工程师等老一辈技术专家于74年出国考察，把技术带回国内，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，引进当时世界上先进的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。
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应力处理
表一 振动时效与热时效特点比较
项目 热时效 振动时效
应力 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。
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，可给工件出入大的振动能力，从而于1915年在美国产生世界上台关于振动残余应力的专利。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、苏联等国家出现，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. 国内发展及现状
国内发展较晚，首先由孙照清总工程师等老一辈技术专家于74年出国考察，把技术带回国内，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，引进当时世界上先进的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。
