材料的蠕变性能
行业资讯2024-12-02

蠕变(Creep)

蠕变:在规定温度和恒定拉力载荷下,材料塑性变形随时间而增加的现象。


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典型蠕变曲线

■ 蠕变曲线--在一定温度和应力作用下,应变与时间的关系曲线。

■ 典型蠕变曲线分为三个阶段:减速蠕变、恒速蠕变和加速蠕变。


蠕变的影响因素


主要受下面五个方面的原因:


■ 温度:≥0.3~0.4Tm(材料熔点温度),温度越高,产生的蠕变变形就越大。
■ 应力:应力可以是机械内应力,也包括外应力如重力、电场等,载荷越大,产生的蠕变变形就越大。
■ 时间因素:蠕变速率与时间呈指数关系,随着时间延长,蠕变现象加剧,只要施加载荷的时间过久,就可能发生破坏和开裂。
■ 材料:不同材料的蠕变性能差异很大,即使同一种材料受应力和温度的不同,蠕变曲线也会不同。
■ 蠕变机制:有扩散和滑移两种。


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(a)给定温度,不同应力下的蠕变曲线          

(b)给定应力,不同温度下的蠕变曲线     注:这里的σ都是在屈服强度之上的应力


蠕变极限  

试样在恒定温度及恒定拉伸力作用下,至规定时间的应变(总应变或总塑性应变)或稳态蠕变速率不超过规定值的最大应力。

蠕变极限是以蠕变变形来规定的,它适用于高温运行中要严格控制变形的零件,如涡轮叶片。对于某些高温下工作的零件,蠕变变形很小或是对变形量要求不严格,例如:锅炉、管道等构件,只要求零件在使用期内不发生断裂,这时要用持久强度来评价;在高温长时间工作,材料可能有脆化倾向,这时要求测定持久塑性。

持久强度 

测定材料在规定温度T(℃)下受恒定载荷作用时,在规定的持续时间t(h)内不引起断裂的最大应力。

持久塑性  

是用试样在断裂后的延伸率和断面收缩率来表示的。它表示材料在温度、应力共同作用下在规定的持续时间内的塑性性能。是衡量材料蠕变脆性的一个重要指标。


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