时效的分类以及振动时效

时效的分类，振动的时效以及原理 时效的定义：指金属或合金工件经固溶处理，从高温淬火或经过一定程度的冷加工变形后，在较高的温度放置或室温保持其性能，形状，尺寸随时间而变化的热处理工艺。一般地讲，经过时效，硬度和强度有所增加，塑性韧性和内应力则有所降低。 含碳较高的钢，淬火后立即获得很高的硬度，但其塑性变得很低。而铝合金淬火后，强度或硬度并不立即达到峰值，其塑性非但未下降，反而有所上升。经相当长时间（例如4~6昼夜）的室温放置后，这种淬火合金的强度与硬度显著提高，而塑性则有所下降。这种淬火合金的强度和硬度随时间而发生显著变化的现象，叫做时效。

时效的分类：时效分为人工时效和自然时效和振动时效三种，室温下进行的时效叫自然时效，在一定温度下进行的时效叫人工时效。时效处理是把材料有意识地在室温或较高温度存放较长时间，使之产生时效作用的工艺。第三种方式是振动时效，从80年代初起逐步进入使用阶段，振动时效处理在不加热也不像自然时效那样费时的情况下，给工件施加一定频率的振动使其内应力得以释放，从而达到时效的目的。时效处理的目的，消除工件的内应力，稳定组织和尺寸，改善机械性能等。

振动时效的原理：

宏观机理：从宏观上分析，振动时效时所加激振力相当于给工件施以交变应力，交变应力-应变特性曲线如下图所示。在周期性振动外载作用下，构建上所产生成都交变动力与内部某些点的残余应力相互叠加，达到或超过材料的屈服极限，即S δδδ≥+残动时，这些点处将会发生微小的塑性变形，改变了构建原有的内应力场，最终使构件的残余应力降低并得到调整。经过一段时间循环后，工件材料的当量屈服强度上升，直到与所受到的应力相等，工件内部不再产生新的塑性变形，工件的弹性性能得到强化，从而使工件的几何尺寸趋于稳定。

微观机理：从微观上分析，振动时效就是给金属构建提供机械能，因金属具有将机械能转变成热能的性质，即使在S δδδ≤+残动时，也会产生微观的塑性变形。其机理为：由振动输入的活化能使位错移动，在位错塞积群的前沿引起应力集中而产生塑性变形；同时，迁移的

位错切割位错群，以致位错相互钉扎，材料基体得到强化，使松弛刚度增加，工件获得尺寸稳定性。

综上：振动时效就是改变物质的微观形变，而宏观应变不发生改变，就可以降低或调整残余应力。

参考：刘赫，唐兄彬《振动时效在消除铸铝合金框架变形中的应用》