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　　振动时效采用的处理技术和试样内部发生的变化

　　振动时效为什么能提高工件的疲劳寿命?这个与工件的内部结构及残余应力有关。从对材料承受动载性能的影响来说，残余应力对材料的疲劳强度的影响很重要。从定性的角度就一般关系而论，当收到交变应力的构件存在压缩残余应力时，该构件的疲劳强度就会提高，而存在拉伸残余应力时，其疲劳强度就会下降。实际上，因为条件和环境的不同，残余应力对疲劳的影响是复杂的。它与残余应力的分布和大小、材料的弹性性能、外来作用应力的状态等有关，还与残余应力的发生过程有关。在相同实验条件下，构件内平均残余拉应力愈大，构件疲劳寿命越低。

　　振动时效处理技术还可以防止构件在使用中出现的断裂裂纹。就金属材料而言，振动时效处理技术可以用于碳素结构钢钢、低碳合金钢、不锈钢、铸铁、有色金属等。就工件的种类而言，振动时效处理技术可用于机械产品的大、中型基础构件，各种焊接结构件，长度与直径比的较大的轴类零件。对于大型的低压力容器，国内的一些试验已表明，只要采用合理的工艺参数，振动时效处理技术可以代替热时效，这将为压力容器在消除焊接残余应力方面开辟一条新路，同时也扩大了振动时效处理技术应用范围。就工件的重量而言，从几公斤的小型构件至一、二千吨的海洋平台等大型结构，均可采用振动时效处理技术。只要根据构件的结构形式选择构件的振动处理参数和设备，就可达到消除残余应力的目的。尽管振动时效处理技术的适应范围如此的广泛，但仍有它的局限性。这是由于受到振动时效装置的性能限制的结果。

　　工件裂纹扩展速度与应力强度因子K成正比。通过振动时效设备处理后，由于位错组成态变化和位错密度增加，使滑移运动阻力增大，提高了临界强度因子K值，使裂纹扩展所需能量增大，有利于延缓裂纹的扩展。此外，平均应力等因素对工件的裂纹扩展也有影响。振动时效起到了降低平均应力的作用，从而降低了裂纹扩展速率，综合作用的结果将裂纹扩展寿命Nf增加。振动时效试样内部晶体的位错组态发生了变化，形成了位错的积塞和缠结现象，同时位错密度增加，不仅延缓了疲劳裂纹的萌生寿命，而且降低了裂纹扩展速率，提高了裂纹扩展寿命，因而振动时效能提高焊件的疲劳寿命。

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