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科技论文

金属材料蠕变的宏观规律

时间:2021-06-07 19:11 所属分类:科技论文 点击次数:

金属爬行速度变形机制,结语:为了更好地理解金属爬行性能,需要从宏观规律和内在变形本质两个方面把握,深入分析爬行机制,找到提高爬行抵抗力的方法.

合理应用蠕变抗力,更好地满足人们的生活需求.

金属是工业应用最广泛的材料之一.

许多金属元素由于其自身性能的限制,不适合在高温下工作.

但在能源化工、冶金等领域,许多部件必须在高温高压系统中长期运行.

例如,高压锅炉、反应容器、蒸汽轮机等,对其使用材料提出了更高的要求.

此外,我们不能用一些常温性能指标来衡量高温力学性能.

因此,深入了解金属材料的高温力学性能,正确评价部件的寿命和安全性,成为材料科学研究的关键.

参考文献:在周围的生活中,灯泡变长容易坏.

其重要原因之一是电线自身重量产生的应力,电线变形.

过多的变形会使灯丝接触,引起短路,随之而来也会废弃.

另外,在蒸汽涡轮发电站,发动机长期处于高温高压系统中,涡轮叶片变形,积累到一定程度后接触外套,影响正常工作.

这些是金属材料高温的重要力学现象蠕变.

蠕变是指在一定温度和小的恒定外力(拉伸、压力、扭转)的作用下,材料的变形随着时间的增加而逐渐增大的现象.

严格来说,蠕变可以发生在任何温度下,但T/TM超过0.3时,蠕变现象明显.

这样蠕变的研究对金属材料的高温使用具有重要意义,从以下几点简单分析金属材料的蠕变.

一、蠕变宏观规律

曲线上任何一点的斜率表示该状态的蠕变速度,根据其速度的大小可以分为:

1、降速阶段蠕变速度随时间的延长而减少3个阶段.

又称过渡蠕变阶段,实质上是加工硬化过程.

2.恒速阶段的蠕变速度几乎没有变化,也称为稳态蠕变阶段.

其稳定爬行速度决定了爬行寿命和总伸长量.

3.加速蠕变阶段的蠕变速度增加到断裂.

影响蠕变过程的根本原因是材料本身的性质.

但是,对于同一种材料来说,蠕变过程的两个重要参数是温度和应力.

增大应力或提高温度时,蠕变寿命短,变形速度快,耐高温性能差.

二、金属高温力学性能指标、金属高温力学性能指标主要有蠕变极限、耐久强度和应力松弛的稳定性.

这些参数可用于评估金属蠕变性能.

蠕变极限蠕变极限是指在高温长时间负荷下,零件不会产生过度塑性变形的拉伸指标.

蠕变极限与常温下部件设计的选择相似,材料蠕变极限中选择的温度和时间一般由部件的具体服务条件决定.

应力必须确保在一定的温度和时间范围内不会发生过度蠕变.

因此,在给定温度下,可以将样品在第二阶段产生的规定稳定蠕变速度的最大应力表示为蠕变极限.

持续强度是指材料在一定温度和规定的持续时间内断裂的最大应力值.

高温工作的部件对蠕变形状的要求不严格,以持续强度为设计部件的主要依据.

爬行变形要求严格时,必须以爬行极限为依据.

应力松弛的稳定性是指高温工作下的紧固螺栓,如果维持恒定变形,紧固应力会随着时间的推移而下降.

因为应力松弛现象是在温度和总应变不变的情况下,从弹性变形转变为塑性变形,即逐渐形变,初始应力下降的情况.

该性能指标可用于评价材料的高温预紧应力,检测部件的安全性.

例如,汽轮机的紧固件随着时间的推移,当剩余应力低于气缸螺栓的工作应力时,会发生排气.

在设计应考虑其应力松弛,保证其使用安全.

三、蠕变变形机制、金属晶体在常温下的变形,可以通过错位滑动产生滑动和双胞胎晶体两种变形方式,但在高温条件下,原子扩散显着,蠕变形机制也发生了变化.

错位蠕变机制.

该机制适用于温度低应力高、多数工业用抗蠕变合金属.

材料的塑性变形主要是由错位滑动引起的,但常温时错位容易受阻,变形只能达到一定程度.

高温时位置错误通过攀登,位置错误遇到障碍时,可以进行垂直于滑动面的运动,增殖位置错误进行运动.

扩散蠕变机制.

适用于温度高应力低时.

在高温条件下,原子和空穴发生热扩散,在外力的作用下,原子和空穴因势能不同而从高势能向低势能的方向扩散.

垂直于外力的晶界拉伸,平行于外力的晶界压缩,产生蠕变.