振动时效对结构件材料表面完整性的影响

摘要

为揭示平台式振动时效对结构件材料表面完整性性能——表面残余应力、硬度及微观组织的影响,以7075铝合金薄壁件为研究对象,运用ANSYS构建平台式振动时效(vibration stress relief,简称VSR)有限元模型,通过模态分析获得最佳激振频率和试样装夹位置.在此基础上,将3个薄壁框架件置于平台不同位置进行VSR处理,得到其试样表面应力的松弛效果.结果 表明:亚共振频率为112 Hz时,在激振源的中间位置和最大振幅位置处试样应力释放效果最好,其应力释放率最大为27％;电子背散射衍射(electron backscattered diffraction,简称EBSD)电镜观察发现,时效后表面组织晶粒存在明显取向区变化,晶粒成长带来能量的变迁以及位错的增殖,再结晶晶粒的增多提升了表面性能,使得材料表面硬度得到10％～17％的强化.研究表明,平台式振动时效能够改变和优化材料表面完整性.