高温下承载材料的机械性能与室温承载材料有很大区别:比如 (1) 强度降低,在不同温度下进行金属材料的静拉伸试验时,可以发现,随着试验温度的升高,屈服平台消失,而且材料所能承受的最大载荷也降低。图 (2) 塑性增大。 在高温条件下,影响材料机械性能的因素增多,不仅温度有影响,应变速度,断裂所需时间也有影响。 6.1. 金属材料的蠕变形象 6.1.1. 蠕变现象 蠕变:金属材料在长时间的恒温、恒应力作用下,发生缓慢的塑性变形。 碳素钢超过300~350℃,合金钢超过400~450℃发生 蠕变曲线:三个阶段 oa 开始部分,加载引起的瞬时变形 ab 第1 阶段,速度大,不稳定阶段,减速阶段,τ1,ε1 bc 第2 阶段,稳定阶段,等速阶段τ2,ε2 cd 第3 阶段,最后阶段,加速阶段τ3,ε3,不能计入元件寿命期。 6.1.2. 蠕变曲线的表示方式 数学模型,主要表示第一阶段和第二阶段 蠕变条件下蠕变速度随时间变化可用下式来表示 其中A,n 为外界条件与材料性质的常数 第一阶段两种式子 第二阶段 6.1.3. 金属材料在蠕变中的组织变化 6.1.3.1. 滑移 整个蠕变过程中,有滑移产生 6.1.3.2. 亚 晶 形成 晶 粒 变形不均 匀 破 裂,形成 亚 晶 6.1.3.3. 晶 界形变 晶 界也参 与形变,有时高达 40-50% 6.1.4. 金属材料的蠕变理 论 蠕变是 在一定的温度和应力作用下发生的,与原 子热 运 动 有关 。原 子热 运 动 作用大致 有两方面 : (1) 是 在应力作用下原 子直 接 大量 地 定向 扩 散 (2) 协助受阻位错克服障碍重新运动 一方面形变硬化,一方面回复 6.1.5. 金属材料的蠕变断裂机理 金属材料蠕变断裂分2 种:晶间和穿晶 穿晶:有大量塑性变形,韧性,高应力,低温 晶间:塑性变形小,脆性,低应力,高温 等强度温度概念 两种理论:楔形蠕变裂纹(三晶交界处应力集中,穿晶),空洞形(空洞在三晶交界处汇集,晶间) 6.2. 金属材料的高温强度 6.2.1. 条件蠕变极限 根据不同的需要有2 种 (1) 给定温度下,引起规定变形速度的应力值 (2) 一定工作温度下,在规定时间内,使试件发生一定量总变形时的应力值 6.2.2. 高温持久强度 在给定温度下,经过一定时间而断裂时所能承受的最大应力。 表示材料在温度t 经过τ 而断裂时所能承受的最大应力 与蠕变区别:蠕变考虑变形为主,高温持久强度主要考虑材料在长期使用下的破坏抗力。 6.3. 蠕变和...