2、振動時效對材料性能的影響
在生產實踐中發現，振動時效不僅可以消除工件的殘余應力，振動時效后工件的強度指標也有很大提高。這就啟發我們，對工件進行振動處理，從而使材料得到強化。
振動強化就是使工件受外部循環載荷進行受迫振動，激振力來自激振器的偏心部分。這是一個多自由度、有阻尼系統的受迫振動問題。為了便于分析，我們將系統簡化為單自由度、有阻尼系統的受迫振動來進行分析，其力學模型見下圖所示。
振動系統力學模型圖
其動力學方程為：
可見激振力的大小隨偏心距e和轉速ω2的增大而增大。因此在實際應用中，通過調整激振器的偏心和轉速可以對金屬材料工件施加交變動應力，而金屬材料在交變動應力的作用下會產生位錯運動。
交變動應力從零增大至峰值時，隨著外加動應力的增大，金屬材料位錯被激發，不斷釋放出新位錯，并在障礙物前塞積。不斷增大的位錯塞積群應力場使其鄰近晶粒的位錯有發生移動的趨勢。原有應力場較大地方的塞積首先得以開通，其應力集中得以釋放。
交變動應力從*大值下降至零的過程中，位錯塞積群的平衡狀態破壞，大量的位錯會由于移動過程中與其它位錯交割，位錯密度因此而大大增加。隨著外加動應力的交變，上述過程不斷重復，內應力峰值下降的同時位錯不斷得到增殖，而位錯密度的不斷增加有利于材料疲勞強度的提高。
疲勞破壞分三階段：裂紋萌生、裂紋擴散和瞬時斷裂。金屬材料的疲勞壽命主要由裂紋萌生壽命和裂紋擴展壽命兩部分組成。
裂紋萌生總是先在應力*高、強度*弱的部位形成，振動處理后由于高內應力得以降低，分布均化，減少了應力集中的影響；同時位錯密度增加使滑移帶滑移更加困難，從而使裂紋萌生壽命增加。而材料的位錯組態變化和位錯密度增加，使得滑移運動阻力增大，裂紋擴展所需能量增大，使裂紋擴展壽命增加，從而提高了材料的疲勞強度，使材料性能得到強化。 |
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