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振動時效工藝對鋁合金厚板的應用

振動時效工藝可使鑄鐵件和焊接件中應力集中的部位進行應力消除與均化,以達到工程所需的要求。大型鋁合金整體結構件存在著內部應力與表面應力分布的*大差異,有著和黑金屬類似的情況,因此,可對鋁合金構件進行振動時效,研究振動時效工藝對鋁合金的影響。

試樣情況

試驗材料為7075-T651高強鋁合金厚板,銑削加工2塊500mm*104mm*60mm結構件試樣,試樣壁厚2mm,底厚6mm。

為進行對比分析,對其中2#式樣進行噴丸處理,以獲得更大的表面殘余應力,這樣可以與1#銑削試樣進行試驗對比分析。噴丸設備為ST-1960,磨料選用石英砂丸,參數(shù)選用粒度直徑0.5mm,噴射強度0.3MPa。垂直試樣噴射距離為100mm,噴口直徑5mm,*表面覆蓋。

所需設備及相關參數(shù)選取

振動時效設備采用JH-700A智能頻譜交流振動時效設備。由于試樣比較小,質量輕,且屬于*件類,因此,要在振動平臺上進行試驗。振動平臺是一個鑄鐵平臺板,尺寸為1800mm*1000mm*80mm。采用聚砂法確定板型振動的弱勢區(qū),將細砂放置在平板上,當激振器開啟后,砂子會聚集到一條直線上,這個直線位置振幅接近*。實驗得到相鄰*線位置930mm,沿平臺長度對稱分布。隨后將4個軟墊置于*線附近位置,軟墊長度相距1000mm,寬度500mm。在調試中,將激振器置于上述相鄰*線中間、距*線1/3以及置于平臺橫向的正中間3個位置上,激振力逐漸*大,以獲得*佳激振位置。*后,實驗確定*線位置始終不變,可將試樣長度方向上的對稱線對準其中一根*線放置,使試樣沿對稱線兩側正交受力。同時,激振器置于相鄰兩根*線中間位置時激振效果*佳。此時,激振器可調偏心角為40°,平臺激振加速度為54.0m/s2。在亞共振區(qū)振動,激振頻率在114-116HZ,振幅200~230μm。參照黑金屬時效時間,選取30min和60min。

對常規(guī)工藝下取得的2個鋁合金薄壁件試樣進行振動時效試驗,結果表明,在動應力117.8MPa作用下,可使材料表面應力松弛,其表面應力峰值消減了22%~32%,而時效時間以30min為宜。

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