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熱時效
熱時效是將構(gòu)件由室溫緩慢.均勻加熱至550℃左右，保溫4—8小時，再嚴(yán)格控制降溫速度至150℃以下出爐。
熱時效工藝要求是嚴(yán)格的，如要求爐內(nèi)溫度差不大于±25℃，升溫速度不大于50℃/小時，降溫速度不大于20℃/小時。爐內(nèi)溫度不許超過570℃，保溫時間也不易過長，如果溫度高于570℃，保溫時間過長會引起石墨化使構(gòu)件強度降低。如果升溫速度過快，構(gòu)件在升溫中薄壁處升溫速度比厚壁處快的多，構(gòu)件各部分的溫差急劇增會造成附加溫度應(yīng)力。如果附加應(yīng)力與構(gòu)件本身的殘余應(yīng)力疊加超過強度極限，就會造成構(gòu)件開裂。熱時效降溫不當(dāng)，會使時效效果大為降低，甚至產(chǎn)生與原殘余應(yīng)力相同的溫度應(yīng)力（二次應(yīng)力），并殘留在構(gòu)件中，從而破壞了已取得的熱時效效果。 
降溫速度對消除殘余應(yīng)力的影響 
降低溫度速度 ℃/小時 殘余應(yīng)力消除的百分?jǐn)?shù)（%）
130 6—27
50 40—50
30 60—85
注：爐內(nèi)溫度差不大于25℃
熱時效存在的問題： 建窯占地面積大，費用高（每立方米1—1.2萬元）。 熱時效能耗高，生產(chǎn)成本高。 熱時效爐內(nèi)溫度不均勻，升降溫速度無法嚴(yán)格控制。
熱時效工件在爐內(nèi)不同位置消除應(yīng)力的測試結(jié)果
序號 工件在爐內(nèi)的位置 殘余應(yīng)力的大?。╧gf /mm²） 殘余應(yīng)力消除的百分比（%）
時效前 時效后 
σ 1 σ 2 σ 1 σ 2 σ 1 σ 2 平 均
1 爐后端 10.4 7.9 6.6 6.2 36.7 21.4 29.1
2 爐中部 10.4 7.9 5.1 1.6 51.2 79.6 65.4
3 爐門處 10.4 7.9 9.1 8.1 12.6 -2.4 5.1
可見：同一爐內(nèi)，熱時效消除應(yīng)力不均勻。
4)熱時效勞動強度大，污染嚴(yán)重，目前大部已被振動時效代替。

殘余應(yīng)力對金屬構(gòu)件的影響
殘余應(yīng)力的存在對金屬工件的強度疲勞壽命結(jié)構(gòu)變形等方面的影響都是很大的，因此在結(jié)構(gòu)設(shè)計中必須予以考慮。
§2.31殘余應(yīng)力對疲勞壽命的影響
人們很早就已經(jīng)知道：當(dāng)受到交變應(yīng)力的構(gòu)件存在壓縮殘余應(yīng)力時，該構(gòu)件的疲勞強度會有所提高，而存在拉伸殘余應(yīng)力時，從而有效地提高疲勞強度。但是很多情況下，構(gòu)件表面存在著拉伸殘余應(yīng)力，從而有效地提高疲勞強度。但是很多情況下，構(gòu)件表面存在著拉伸殘余應(yīng)力，人們首先考慮的是如何來改變這種應(yīng)力分布以提高疲勞壽命，這就是調(diào)整殘余應(yīng)力問題，這與考慮殘余應(yīng)力對變形的影響是不相同的，后者考慮的是如何降低或消除殘余應(yīng)力以保證變形的穩(wěn)定性。
實際上，殘余應(yīng)力對疲勞的影響因條件和環(huán)境的不同而改變。他與殘余應(yīng)力分布規(guī)律和量值、材料的彈性性能、外來作用的狀態(tài)等因素有關(guān)。當(dāng)我們研究殘余應(yīng)力對疲勞的影響是既要考慮宏觀殘余應(yīng)力的影響，也要考慮微觀殘余應(yīng)力的影響。
可以認為，宏觀殘余應(yīng)力在初期暫時與作用的交變應(yīng)力疊加，改變盈利水平，較大的影響著疲勞壽命。而由微觀組織不均勻性所造成的殘余應(yīng)力在應(yīng)力交變過程中，會使微觀區(qū)域內(nèi)的塑性變形積累，使該部分產(chǎn)生應(yīng)力集中，并使組織內(nèi)發(fā)生裂紋。這些影響比起對靜強度的影響來說，在實用上將更為重要。

近十多年來，國內(nèi)外使用振動處理方法消除金屬構(gòu)件內(nèi)的殘余應(yīng)力，以代替熱時效。這種新技術(shù)在國外被稱做“Vibratory Stress Relief Method”（簡稱VSR）。由于這種方法可以降低或均化構(gòu)件內(nèi)的殘余應(yīng)力，因此可以提高構(gòu)件的使用強度，可以減少變形。
圖1.1振動處理構(gòu)件設(shè)備布置圖
穩(wěn)定精度，可以防止或減少由于熱時效和焊接產(chǎn)生的微觀裂紋的發(fā)生。特別是在節(jié)省能源、縮短周期上具有明顯的效果，因此被許多國家大量使用。我們在該項技術(shù)的機理和應(yīng)用研究上，近些年來都取得了較大的進展。
§1—1 振動時效的特點及其發(fā)展概況
一、振動時效工藝的簡單程序
振動處理技術(shù)又稱做振動消除應(yīng)力，在我國又稱做振動時效。它是將一個具有偏心重塊的電機系統(tǒng)（稱做激振器）安放在構(gòu)件上，并將構(gòu)件用橡皮墊等彈性物體支承，如圖2.1所示。通過控制器起動電機并調(diào)節(jié)其轉(zhuǎn)速，使構(gòu)件處于共振狀態(tài)。約經(jīng)20~30分鐘的振動處理即可達到調(diào)整殘余應(yīng)力的目的。
可見，用振動時效技術(shù)是十分簡單和可行的。
二、振動時效工藝特點
振動時效之所以能夠部分地取代熱時效，是由于該項技術(shù)具有一些明顯的特點。
1．機械性能顯著提高
經(jīng)過振動處理的構(gòu)件其殘余應(yīng)力可以被消除30%~80%左右，高拉應(yīng)力區(qū)消除的比低應(yīng)力區(qū)大。因此可以提高使用強度和疲勞壽命，降低應(yīng)力腐蝕。
可以防止或減少由于熱處理、焊接等工藝過程造成的微觀裂紋的發(fā)生。
可以提高構(gòu)件抗變形的能力，穩(wěn)定構(gòu)件的精度，提高機械質(zhì)量。
2．適用性強
由于設(shè)備簡單易于搬動，因此可以在任何場地上進行現(xiàn)場處理。它不受構(gòu)件大小和材料的限制，從幾十公斤到幾百噸的構(gòu)件都可使用振動時效技術(shù)。特別是對一些大型構(gòu)件無法使用熱時效處理時，振動時效就具有更加突出的優(yōu)越性。
3．節(jié)省時間、能源和費用
振動時效只需30分鐘即可進行下道工序。而熱時效至少需一至二天以上，且需大量的煤油、電等能源。因此，相對于熱時效來說，振動時效可節(jié)省能源90%以上，可節(jié)省費用90%以上，特別是可以節(jié)省建造大型燜火窯的巨大投資。

概括起來講振動時效的工藝過程分四步進行：
步：首先用彈性橡膠墊將要時效處理的工件在其節(jié)線附近支撐起來，并將激振器用弓形卡具卡緊在工件振動時的波峰處，將測試工件振動情況的傳感器用磁坐吸緊在工件上，并用電纜線將激振器、傳感器和控制器連接起來，這一步又稱為準(zhǔn)備過程。
第二步：振動時效設(shè)備以掃描的方式自動檢測出被時效處理工件的固有共振頻率和應(yīng)該給工件振動能量的大小，這一步又稱為振前掃描。
第三步：振動時效設(shè)備以第二步測得參數(shù)為依據(jù)自動確定出對工件進行振動處理的振動頻率，并對工件進行振動時效處理，在處理過程中隨時檢測振動參數(shù)和工件殘余應(yīng)力的變化，而殘余應(yīng)力不再消除時即適時停止處理過程，這一步又稱為振動處理過程。
第四步：振動處理完畢后，振動時效設(shè)備自動對被時效處理工件的參數(shù)進行再一次檢測，以便依據(jù)JB/T5926-91或JB/T10375-2002標(biāo)準(zhǔn)，對振動時效進行判定。這一步又稱為時效效果檢測過程或振后掃描。
振動時效工藝實際上是指對工件的幾個振動時效參數(shù)的確定，振動時效的幾個主要參數(shù)是：振動頻率、振動時間、動應(yīng)力、工件的振型（用來確定工件的支撐位置，激振器和傳感器的裝夾位置），下面將對這幾個參數(shù)進行較為詳細的說明。
一、 振動頻率的確定
在共振狀態(tài)下，可用小的振動能量，使工件產(chǎn)生的振幅，得到的動應(yīng)力和動能量，從而使工件中的殘余應(yīng)力消除的更，工件獲得的尺寸穩(wěn)定性效果更好。
振動時效中的共振狀態(tài)，是在外部激振器激振力的持續(xù)作用下，零件處于“受迫振動”時的一個特殊狀態(tài)。它的條件是激振頻率接近工件的固有頻率，這時振動特性中的振幅—頻率曲線出現(xiàn)一個峰值，振幅的陡然增大對振動時效產(chǎn)生附加動應(yīng)力有利。
工件在振動時效時是一個振動體，它與其支撐用的彈性橡膠墊和激振器組成為一個振動系統(tǒng)，當(dāng)該系統(tǒng)進行自由振動時，根據(jù)振動學(xué)原理，它的共振頻率僅與系統(tǒng)本身的質(zhì)量、剛度和阻尼有關(guān)。這個頻率是由系統(tǒng)固有性質(zhì)所決定的，稱為固有頻率。