用振動消除金屬內(nèi)應(yīng)力

李熙正譯郝乃榮校

謫要：振動工件可以就在生產(chǎn)現(xiàn)場快速消除應(yīng)力，與熱處理消除應(yīng)力技術(shù)比較：一是不產(chǎn)生氧化皮；二是沒有退火現(xiàn)象。

消除應(yīng)力不要加熱嗎？是的，只要給工件以適當(dāng)?shù)恼駝蛹纯伞?/p>

要確切的說，是達到金屬共振頻率的振動提供了一個機械的，而不是加熱的方法來消除內(nèi)應(yīng)力。并且這種方法不產(chǎn)生氧化皮，也不改變金屬的性質(zhì)。

據(jù)振動設(shè)備廠商意見，受到振動消除應(yīng)力作用的材料沒有退火。如果振動振幅對材料是適當(dāng)?shù)?，也不會使工件冷作硬化。在其對金屬的效果方面，振動法堪與長期時

效法相匹敵，而后者卻是需要幾年而不是幾分鐘。

消除工件應(yīng)力 用馬丁工程公司出品的輕便設(shè)備消除應(yīng)力的時間因工件重量不同而異，約需10分鐘至45分鐘。例如，500磅以下的工作需10~15分鐘，超過10，000

磅的工件則要30—45分鐘才能完成這一消除應(yīng)力的處理過程。

振動消除內(nèi)應(yīng)力的基本原理不是新的。這種現(xiàn)象從十九世紀(jì)以來已被發(fā)現(xiàn)，但設(shè)備的專利卻開始于本世紀(jì)初。

據(jù)馬丁工程公司講，在振動技術(shù)方面，新的東西是設(shè)備的簡化。這部機器能夠由任何一個生產(chǎn)工人來操作，且能靈活地應(yīng)用到各種廣泛的工作中而不需要昂貴的設(shè)

備。

對較小的車間來說，它可以不需要熱處理爐。由于設(shè)備輕便，所以在消除應(yīng)力時不是移動工件而是移動設(shè)備。

長期時效 時間是消除鑄件、鍛件或焊接件中應(yīng)力最有效的方法之一。

雖然因為它需要數(shù)年面很少被采用，但最早的到目前為止也是最好的方法還是讓工件在戶外時效。因冷熱交變而產(chǎn)生膨脹和收縮，使金屬晶粒輕微改變。

最后，這些晶粒要找到它們互相間零應(yīng)力的位置。在某些情況下，“最后”一詞就是過去三年了。

如果把工件送到外部門的費用過分昂貴的話，那么利用白天的太陽和夜晚的“冷卻”也是有效的。在海軍槍炮工廠中，像炮筒時效這樣要求嚴(yán)格的操作也是把長期時

效作為優(yōu)先采用的方法。

快速時效 馬丁工程公司報導(dǎo)：振動消除應(yīng)力產(chǎn)生的消除應(yīng)力性質(zhì)與長期時效所達到的性質(zhì)相同。

但是，由于它是由每分鐘振動工件500至6，000次來完成的，所以十分鐘的振動就等于長期時效所起的作用。馬丁工程人員說，有證據(jù)證明振動消除應(yīng)力也是更為徹底的。

在每一個周期中，振動法的拉長與收縮比讓工件在日光下加熱在夜冷卻時能得到的拉長與收縮更大，因此工件在更短的時間里得到更多的“鍛煉”。

能振動任何零件嗎？大的鑄件、焊接件、鍛件、梁、汽缸、桿和管子全都用輕便振動器消除應(yīng)力。在長度方面，他們能包括從3英尺到50英尺的工件。

但是，工件必須具有400—8,000次/分鐘這一范圍的共振頻率。短、粗或短柱工件，或者那些共振頻率超過機器范圍的工件不能用這種方法消除應(yīng)力。

雖然最普通的金屬和一些進口的金屬都已經(jīng)用振動處理過，但這種技術(shù)在某些金屬上表現(xiàn)得更好。

一根據(jù)馬丁工程公司的意見，用高炭鋼和低炭鋼獲得了最好的結(jié)果。有報告說，不銹鋼也有很好的效果。

關(guān)于鋁和各種鉛合金有著相反的報告。在某些情況中結(jié)果是特別的好，而在另外情況下，結(jié)果是不好的。

在實驗上，鋯獲得了好的結(jié)果。

晶格滑移 振動設(shè)備的操作是簡單的。工件固定在蒙有橡皮條的支架上，以便在振動達到自然頻率時允許其自由運動。

然后把振動器緊固于工件上，操縱者調(diào)整頻率控制。當(dāng)他調(diào)到共振頻率時，工件顯著振動，任何一處都從1/8英寸達到2英寸之多，此時將設(shè)備鎖定在此共振頻率上，

并把計時器調(diào)到預(yù)定的處理時間處。

當(dāng)振動時，交變彎曲引起晶粒輕微滑移，讓內(nèi)應(yīng)力推動晶粒，于是它們就不再互相擠壓的那么利害了。

低成本消除應(yīng)力 有報告說，振動消除應(yīng)力的成本僅相當(dāng)于熱處理消除應(yīng)力所需成本的2%到5%。使用振動設(shè)備時，振動消除應(yīng)力的總計時間（其中包括安裝時間、操

作時間和抵卸時間）是一小時。而對一個用戶來說，熱處理消除應(yīng)力則需3天（包括運到外地時間）。輕便設(shè)備使消除應(yīng)力能在制造工件的現(xiàn)場進行，節(jié)省了時間，避免了移

動工件到燜火爐的麻煩。

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