材料的高溫性能介紹

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1、高溫下承載材料的機械性能與室溫承載材料有很大區(qū)別：比如（1）強度降低，在不同溫度下進行金屈材料的粋拉伸試驗時，可以發(fā)現(xiàn)，隨著試驗溫度的升高，屈服平臺消失，而且材料所能承受的最大載荷也降低。圖<2）塑性増大。在高溫條件下，笏響材料機械性能的因素增多，不僅溫度有彫響，應(yīng)變速度，斷裂所需時間也有彫響。6?1?金屬材料的蠕變形象6?1?1?蠕變現(xiàn)彖蜿變：金屬材料在長時何的恒溫、恒應(yīng)力作用K發(fā)生緩慢的塑性變形。碳索鋼超過300?350°C,合金鋼超過400?450C發(fā)生蠕變1111線：三個階段oa開始部分，加載引起的瞬時變形ab第1階段，速

2、度大，不穩(wěn)定階段，減速階段，T1,￡1be第2階段,穩(wěn)定階段，等速階段T2.￡2cd第3階段.最后階段.加速階段T3.E3,不能計入元件壽命期。6.1.2.蜥變曲線的農(nóng)示方式數(shù)學模型，主要表示第一階段和第二階段嫦變條件卜-蠕變速度隨時間變化可用下式來表示其中A,n為外界條件與材料性質(zhì)的常數(shù)第階段兩種式子第二階段6.1.3.金屬材料在蠕變中的組織變化6.1.3.1.滑移整個蟠變過程屮.有滑移產(chǎn)生6.1.3.2.亞品形成晶粒變形不均勻破裂，形成亞晶6.1.3.3.晶界形變品界也參與形變.有時高達40-50%6.1.4.金屬材料的蠕變理

3、論妬變是在一定的溫度和應(yīng)力作用下發(fā)生的.與原子熱運動有關(guān)。原子熱運動作用大致有兩方面:（1）是在應(yīng)力作用F原子宜接大量地定向擴散（2）協(xié)助受阻位錯克服障礙重新運動一方面形變硬化，一方面回復(fù)6.1.5.金屬材料的嫦變斷裂機理金屬材料蟠變斷裂分2種：品間和穿晶穿晶：有大屋塑性變形，韌性，高應(yīng)力，低溫晶間：塑性變形小，脆性，低應(yīng)力，高溫等強度溫度概念兩種理論：槐形蠕變裂紋（三晶交界處應(yīng)力集中.穿晶）?空洞形（空洞在三晶交界處匯集，晶間）6.2?金屬材料的鬲溫強度6.2.1.條件嫦變極限根據(jù)不同的需耍有2種（1）給定溫度卜引起規(guī)定變形速度

4、的應(yīng)力值（2）一定工作溫度下，在規(guī)定時間內(nèi)，便試件發(fā)生一定量總變形時的應(yīng)力值6.2.2.高溫持久強度在給定溫度下，經(jīng)過一定時間而斷裂時所能承受的故大應(yīng)力。表示材料在淋度t經(jīng)過t而斷裂時所能承受的最大應(yīng)力與嫦變區(qū)別：蠕變考慮變形為主，高溫持久強度主要考慮材料在長期使用下的破壞抗力。6.3.嫦變和持久強度的推測方法必須進行長期試驗?應(yīng)用外推方法，可大大縮短時間。外推法：（1）總結(jié)金屬材料試驗數(shù)據(jù)，找岀經(jīng)驗關(guān)聯(lián)式，用以外推（2）從微觀出發(fā)，建立應(yīng)力，溫度和斷裂時間的關(guān)系式。等溫線法:在同…試驗溫度下，用較高溫度應(yīng)力進行短期試驗數(shù)據(jù)。（加

5、大強度）是高溫條件下工作的重要指標之一。細小碳化物（Mo2C,VC）在晶內(nèi)析出,提高晶內(nèi)強度，削弱晶界強度,形成低塑性的晶間斷裂。影響因素（1）合金元素加入硼強化品界，減小有害元索S等（2）金相組織珠光體-F>貝氏體〉馬氏體（3）熱處理奧氏體化溫度d,回火溫度86.5.影咆材料高隘強度性能的因素捉高材料高溫強度關(guān)鍵（1）使在嫦變變形過程中受到阻礙而堆枳的位錯不容易重新開始運動（2）大力強化品界.避免品間開裂6.5.1.化學成分6.5.1.1.C<0.4%高溫強度隨碳增加而增加不同鋼種有最佳值。6.5.1.2?其它合金元索影響比可提

6、高材料高溫強度V,Nb.Ti可強烈形成碳化物.在鋼中形成彌散分布的沉淀相.有良好強化效果。P強化晶界（1）每種合金元素的作用與其質(zhì)量分數(shù)不成正比，往往有i最佳值。（2）毎種合金元索的質(zhì)昴:分數(shù)越高，則單位質(zhì)駅分數(shù)所引起的作用越小。因而多元索，少質(zhì)垃分數(shù)的鋼種有良好的高溫性能鋼中氣體域，品界處的偏析，夾浹對鋼高溫性能彫響大。減小有害元索，選擇適半的冶煉方法6.5.3.金屈材料的組織結(jié)構(gòu)6.5.3.1.碳化物形狀分布片狀彌散分布熱強性好，球狀聚集不好6?5?3?2?晶粒度常溫下，細晶粒具有高強度高溫下細晶則易晞變，此時有個最佳值6.5

7、.4.熱處理方法熱處理后，在常溫下使用，不發(fā)生組織變化，可行而在離溫下，不穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)組織將發(fā)生變化，使高溫性能變壞。6.5.5?溫度波動對鋼材高溫強度的爆響溫度對鋼和的髙溫強度影咆.主要有2方面（1）溫度的波動便實際溫度髙于規(guī)定溫度（2）附加熱應(yīng)力6.6.金屬材料的松馳&6?1?金屈材料的松馳特性松馳：金屬材料在高溫和應(yīng)力狀態(tài)下，如果維持總變形圮不變，隨著時間的延長，應(yīng)力逐漸降低的現(xiàn)象。如果總變形量不變，評性變形轉(zhuǎn)變?yōu)榧壭宰冃螒?yīng)力松馳分2階段.第1階段應(yīng)力隨時間急劇降低，第2階段應(yīng)力下降緩慢并趨向恒定。恒定值為松馳極限。因為松馳極

8、限小，通常不用它來評定材料的抗松馳能力，而用一定時間內(nèi)，材料中應(yīng)力的降低值來表征材料抗松馳性能。松馳穩(wěn)定系數(shù)SO.不考.慮初應(yīng)力，更合理。a低碳鋼只與應(yīng)力有關(guān)合金鋼在第1階段與應(yīng)力和總應(yīng)變有關(guān).第2階段，只與應(yīng)力有關(guān)。6.6.3.再緊固對松馳的影響