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振动时效去应力测试应力

点击次数:548 发布时间:2019-12-10 打印本页面 返回

振动时效去应力测试应力

铸件凝固以后在冷却过程中会产生残余应力,残余应力对铸件质量影响大,尤其在交变载荷作用下的工件,当载荷作用方向与残余应力方向一致时,内外应力总和可能超过材料的强度极限,严重时使铸件局部或整体断裂;有残余应力的铸件,经机械加工,往往会发生变形或降低零件精度。因此,消除或降低铸件内部的残余应力是十分必要的。
  传统的时效方法是热时效,这种方法耗能大、成本高;环境污染严重;生产周期长、不易配炉;更重要的是炉温均匀性差,升、降温速度不易控制,易产生二次残余应力、微观裂纹,甚至造成铸件报废。
  振动时效能消除铸件内部残余应力的20%~80%,热时效能消除铸件内部残余应力的50%~80%,且振动时效所消耗能源仅为热时效的5%。
  为了能给企业创造更高的经济效益,本厂采用振动时效这项新技术,首先选择铸铁件Z01.1.18机座(材料HT 200,单重900kg,大壁厚50mm,小壁厚20mm)。对其进行振动时效和热时效处理,然后用X射线衍射法分别测量其时效结果。
1 时效工艺方案的确定

1.1 热时效工艺方案
  热时效是将铸件加热到塑性状态的温度范围,在此温度下保温一定的时间,使应力消除,再缓慢冷却。

1.2 振动时效工艺方案
  (1) 支撑点的选择、激振点的确定、传感器的安放。

  (2) 工艺参数表。
    (3) 特性曲线图。

2 时效结果的测定

   2.1 测试设备
  测试设备为X射线应力测量仪。

   2.2 应力测试
  根据机座的结构,A点残余应力较大,为易裂部位,因此,对A点振动时效前、后,热时效前、后分别进行应力测量。

   2.3 测试结果分析
  从测试数据来看,热时效能消除机座A点残余应力的51%,振动时效能消除残余应力的45%,结果比较理想,也符合资料上的介绍情况。
3 其它铸铁件应力测试结果

  除了对机座进行应力测试外,对工作台、并条等铸件也采用同样的方法进行测试,结果也与预期的相吻合。

4 经济效益分析

  通过统计,热时效与振动时效耗能、成本比较。从数据来看,振动时效比热时效节能(21.14-0.67)÷21.14×100%=96.8%成本降低(119.20-2.00)÷119.20×100%=98%。由此看来,振动时效新技术与热时效相比经济效益十分显著。
5 结论

  通过采用X射线衍射法测量铸铁件器热时效与振动时效前后的残余应力,说明热时效能消除残余应力的50%~70%,振动时效能消除残余应力的42%~62%,振动时效比热时效节能96.8%,成本降低98%。九工振动时效机是一项可广泛应用的新技术。

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