振动时效效果的评价
1振动时效曲线法
比较振动时效处理前测得的幅颊曲线和振动时效处理后的幅频特性曲线,当
共振峰的峰值增高,左移,频带变窄时可认为振动时效已发生作用。但参数曲线
评价方法目前多见定性讨论,并无严格的证明,而且不能实现定量测量。具体原
理将与第三章讨论。
2测量残余应力
工件在使用振动时效之前残余应力值和振动处理后同一测点上残余应力的
对比,即可算出残余应力下降的百分比。振动时效设备通过多点测试可看出残余应力的均化程
度。振动时效中所采用的残余应力测试技术通常有钻孔释放法、x射线法等。
盲孔法已经有五十多年的历史,1934年马塔尔(( J. Mather)首先用钻孔法测
量了钢结构的内应力。1954年祖特(W. Soete)应用实验应力的方法研究非均匀应
力场的应力测定,从此这种方法不断被用来测定大型焊接件和复杂形状铸件的残
余应力。70年代初,这种方法发展为盲孔法。比内( Beaney)和蒲若克特( Procter)
确定了盲孔法的实验原理和方法,1977年美国维谢( Vishay)技术交流中心发明了
精密钻之小盲孔的专用设备一PS-200型铣削导向装置。于是钻通孔法和盲孔法就
成为较精确地测量焊接构件和铸件应力的重要方法之一,在振动时效研究过程中均采用
盲孔法测量残余应力,其具体测量原理将在后面所述。使用钻孔释放法来测量残
余应力变化的方法来检测振动时效效果很直观,但过程很麻烦,而且钻孔法属于
破坏法,要测应力必定对工件造成一定程度的损伤
X射线衍射法是通过X射线测定金属工件在残余应力作用下其晶面间距的变
化,由此推算出相应的应力。振动时效设备它的优点有:(1)真正的无损检测方法,不损伤检测
对象,也不必制备没有应力的试样进行对比;(2)非接触式测量,适用于高温等恶
劣环境;(3)测量的部位很小,通常2~3m范围,可以用精细的尺度做出应力分布
图;(4)一种容易掌握的方法,适合于检测焊接、热处理、渗碳、磨削和机加工等
过程的应力变化。振动时效设备其缺点是:(1)只能测量表层(约20微米)应力,对检测对象的
表面要求高,因此,通常要用电化学方法制备表面;(2)只能测量应变的弹性成份,
如有塑性变形出现,则不能反映出它的应力变化;(3)对粗晶等材料,测试尚有困
难,此时,X射线条变得不连续,使测得的应力值很不准确。
振动时效扩孔法{是在盲孔法测残余应力的基础上,在盲孔所打小孔的同一位置进行
扩孔,计算出扩孔后的残余应变释放量,然后利用弹塑性力学理论算出其残余应
力值。其基本假设是测量的残余应力只反映去处材料的那一部分(即小孔),而
对超出这部分的区域没有影响。振动时效它的好处现而易见,可以在振前、振后同一点进
行测量,不必考虑材料残余应力分布不均的现象。这种方法我们在实际操作时可
能是工艺方面的原因没有得到可信的测量结果,如果试验证明可行将对振动时效
振动时效残余应力不均匀的情况提供更精确的效果检测
为了克服上述问题,有学者针对振动时效这种特殊的去除残余应力技术提出
了包括振动时效动应力判据和模态分析法等在内的无损检测间接求得残
余应力的消除情况,为高效无损评估振动时效残余应力消除情况提供了可能
