時效方法簡介

  構件在冷熱加工過程中，必然產生殘余應力，因此消除殘余應力的時效工序就十分必要了，凡是能降低殘余應力，使工件尺寸精度穩定的方法都叫“時效”。主要方法有熱時效、自然時效、振動時效、靜態過載時效、熱沖擊時效等。后兩種方法應用少不再講述。

  1、自然時效

  自然時效是較古老的時效方法。它是把構件露天放置于室外，經過幾個月至幾年的風吹.日曬.雨淋和季節溫度的變化，給構件多次造成反復的溫度應力。在溫度應力形成的過載下促使殘余應力發生松弛而使尺寸精度獲得穩定。

  自然時效降低的殘余應力不大，但對工件尺寸穩定性很好，原因是工件經過長時間的放置石墨頂部及其它線缺陷頂部附近產生應力集中，發生了塑性變松弛了應力，同時也強化了這部分基體，于是該處的松弛剛度也提高了，增加了這部分材質的抗變形能力，自然時效降低了少量殘余應力，卻提高了構件的松弛剛度，對構件的尺寸穩定性較好，方法簡單易行，但生產周期長.占用場地大，不易管理，不能及時發現構件內的缺陷，已逐漸被淘汰。

  2、熱時效

  熱時效是將構件由室溫緩慢.均勻加熱至550℃左右，保溫4—8小時，再嚴格控制降溫速度至150℃以下出爐。

  熱時效工藝要求是嚴格的，如要求爐內溫度差不大于±25℃，升溫速度不大于50℃/小時，降溫速度不大于20℃/小時。爐內溫度不許超過570℃，保溫時間也不易過長，如果溫度高于570℃，保溫時間過長會引起石墨化使構件強度降低。如果升溫速度過快，構件在升溫中薄壁處升溫速度比厚壁處快的多，構件各部分的溫差急劇增會造成附加溫度應力。如果附加應力與構件本身的殘余應力疊加超過強度極限，就會造成構件開裂。熱時效降溫不當，會使時效效果大為降低，甚至產生與原殘余應力相同的溫度應力(二次應力)，并殘留在構件中，從而破壞了已取得的熱時效效果。

  降溫速度對消除殘余應力的影響

  注：爐內溫度差不大于25℃

  熱時效存在的問題： 建窯占地面積大，費用高(每立方米1—1.2萬元)。 熱時效能耗高，生產成本高。 熱時效爐內溫度不均勻，升降溫速度無法嚴格控制。

  熱時效工件在爐內不同位置消除應力的測試結果

  可見：同一爐內，熱時效消除應力不均勻。

  熱時效勞動強度大，污染嚴重，目前大部已被振動時效代替。

  3 振動時效

  振動時效，在國外稱之為“VSR”技術，它是在激振器的周期性外力(激振力 )的作用下，使被處理的工件產生共振，并通過這種共振方式將一定的振動能量傳遞到工件的所有部位，使工件內部發生微觀的塑性變形—被歪曲的晶格逐漸恢復平衡狀態。位錯重新滑移并釘扎，從而使工件內部的殘余應力得以消除和均化，防止工件在加工和使用過程中變形和開裂，保證工件尺寸精度的穩定性。