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振动时效工艺对铝合金厚板的应用

分类:消除残余应力    关键词:振动时效

振动时效工艺可使铸铁件和焊接件中应力集中的部位进行应力消除与均化,以达到工程所需的要求。大型铝合金整体结构件存在着内部应力与表面应力分布的*大差异,有着和黑金属类似的情况,因此,可对铝合金构件进行振动时效,研究振动时效工艺对铝合金的影响。

试样情况

试验材料为7075-T651高强铝合金厚板,铣削加工2块500mm*104mm*60mm结构件试样,试样壁厚2mm,底厚6mm。

为进行对比分析,对其中2#式样进行喷丸处理,以获得更大的表面残余应力,这样可以与1#铣削试样进行试验对比分析。喷丸设备为ST-1960,磨料选用石英砂丸,参数选用粒度直径0.5mm,喷射强度0.3MPa。垂直试样喷射距离为100mm,喷口直径5mm,*表面覆盖。

所需设备及相关参数选取

振动时效设备采用JH-700A智能频谱交流振动时效设备。由于试样比较小,质量轻,且属于*件类,因此,要在振动平台上进行试验。振动平台是一个铸铁平台板,尺寸为1800mm*1000mm*80mm。采用聚砂法确定板型振动的弱势区,将细砂放置在平板上,当激振器开启后,砂子会聚集到一条直线上,这个直线位置振幅接近*。实验得到相邻*线位置930mm,沿平台长度对称分布。随后将4个软垫置于*线附近位置,软垫长度相距1000mm,宽度500mm。在调试中,将激振器置于上述相邻*线中间、距*线1/3以及置于平台横向的正中间3个位置上,激振力逐渐*大,以获得*佳激振位置。*后,实验确定*线位置始终不变,可将试样长度方向上的对称线对准其中一根*线放置,使试样沿对称线两侧正交受力。同时,激振器置于相邻两根*线中间位置时激振效果*佳。此时,激振器可调偏心角为40°,平台激振加速度为54.0m/s2。在亚共振区振动,激振频率在114-116HZ,振幅200~230μm。参照黑金属时效时间,选取30min和60min。

对常规工艺下取得的2个铝合金薄壁件试样进行振动时效试验,结果表明,在动应力117.8MPa作用下,可使材料表面应力松弛,其表面应力峰值消减了22%~32%,而时效时间以30min为宜。


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