不銹鋼試件采用振動時效去應力和退火的比較

更新時間：2022/4/27  點擊數：1118

      奧氏體不銹鋼無磁性、韌性好，具有良好的蠕變抗力。當奧氏體不銹鋼中殘留有拉應力時，易產生應力腐蝕裂紋。奧氏體不銹鋼焊后消應力熱處理可以減少殘余應力，降低應力腐蝕開裂敏感性，但焊后熱處理不當時，則會加劇晶間腐蝕或σ 相析出造成脆化。奧氏體不銹鋼加熱到900 ℃才能充分消除應力，溫度低于870 ℃時，只能消除部分應力，緩慢冷卻也能有效地消除應力。

 
      振動時效（Vibratory Stress Relief，VSR）又稱振動消除應力，主要是通過控制激振器的轉速和偏心使工件發生共振，讓工件需時效的部位產生一定幅度，一定周期的交變運動并吸收能量，使工件內部發生微觀粘彈塑性力學變化，從而降低工件的局部峰值應力和均化工件的殘余應力場。

      表面不銹鋼304 材料550 ℃下的殘余應力，最大值低于1/3 屈服極限；研究發現，經過振動時效304L 大底板的最大殘余應力平均值由175 MPa 下降到120 MPa，下降量為31%；奧氏體不銹鋼因其低導熱性和大膨脹系數會導致較高的殘余應力，通過試驗和數值模擬發現奧氏體不銹鋼最大焊接殘余應力接近甚至超過材料的非比例延伸強度，對奧氏體不銹鋼進行消應力處理具有重要意義。

      采用低溫退火和機械振動時效兩種不同方法及其組合方法對304L 不銹鋼焊接接頭進行消應力處理，并采用盲孔法測試殘余應力，研究不同處理方法對不銹鋼焊接接頭殘余應力的影響。對不銹鋼的應力消除量與消應力溫度等進行了研究。

（1）304L 不銹鋼焊縫經過560 ℃的消應力熱處理與采用振動時效處理消除殘余應力效果相當；模擬件筒體縱縫焊后經振動時效處理后殘余應力和工件變形得到有效控制，符合GB/T4334.4 中E法晶間腐蝕要求。

（2）對304L不銹鋼焊接接頭進行機械振動時效處理，均能有效去除焊縫及焊趾的峰值應力，應力峰值下降相當，且較消應力熱處理方式更為均勻。

（3）采用先消應力熱處理再振動時效的方式，相比較單純消應力熱處理應力峰值下降明顯；采用先振動時效在消應力熱處理方式，相比較單純消應力熱處理應力峰值下降不明顯。

（4）建議對含穩定化元素的奧氏體不銹鋼設備，適用于應力腐蝕環境或焊接后有一定殘余應力的，可以采取振動時效方式消除應力。