材料的高温蠕变

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1、为了确保“教学点数字教育资源全覆盖”项目设备正常使用，我校做到安装、教师培训同步进行。设备安装到位后，中心校组织各学点管理人员统一到县教师进修学校进行培训，熟悉系统的使用和维护。材料的高温蠕变　　[摘要]高温环境下工作的材料存在蠕变的现象，典型蠕变过程可以分为三个阶段。目前材料的抗蠕变性能研究集中在镁铝合金、钛合金和结构陶瓷等方面。金属材料的蠕变断裂机理主要是位错滑移和晶界滑动。陶瓷材料的蠕变及断裂机理主要是晶界滑动与空洞拓展。金属材料提高抗蠕变性能的方法是细晶强化、固液强化和晶界强化。陶瓷材料的提高抗蠕变性能的方

2、法则是增大晶粒尺寸、降低气孔率或加入其他物质。未来材料抗蠕变性能的研究还要在延长典型蠕变过程第二阶段方向进一步探索。　　[关键词]蠕变现象金属材料结构陶瓷断裂机理强化方法　　中图分类号：X316文献标识码：A文章编号：1009-914X04-0073-02　　1蠕变特性曲线为了充分发挥“教学点数字教育资源全覆盖”项目设备的作用，我们不仅把资源运用于课堂教学，还利用系统的特色栏目开展课外活动，对学生进行安全教育、健康教育、反邪教教育等丰富学生的课余文化生活。为了确保“教学点数字教育资源全覆盖”项目设备正常使用，我校做

3、到安装、教师培训同步进行。设备安装到位后，中心校组织各学点管理人员统一到县教师进修学校进行培训，熟悉系统的使用和维护。　　对于在高温环境下工作的材料或组件，如军用飞机的航空发动机、汽车发动机的气缸等，虽然其所在的工况所受应力远远低于自身材料的屈服极限，但由于长时间在高温环境下工作，材料会逐渐产生明显的塑性变形，这种现象称之为材料的蠕变。对于一般的金属材料，当其长期工作温度高于金属材料熔点的40%时一定有蠕变现象的发生，而温度每上升约15℃材料的蠕变寿命就会减半[1]。对于燃气轮机的叶片、发动机气缸中的曲轴连杆等关键

4、组件，显然材料的高温蠕变会对其工作性能产生极大的影响，因此需要进行详细的试验和研究以减少蠕变现象的危害。　　蠕变是材料的固有特性。如图1所示为通过相应的蠕变特性测定试验给出的典型蠕变特性曲线。典型的突变过程可以分为三个阶段：起始蠕变阶段、稳定蠕变阶段和加速蠕变阶段。起始蠕变阶段，材料发生的应变ε随时间缓慢增大，呈现非线性变化的规律；稳定蠕变阶段，材料发生的应变ε随时间近似地呈现线性增长的规律；加速蠕变阶段，材料发生的应变ε开始迅速增加，直至材料的蠕变断裂。　　材料所在环境的温度及材料所受的应力状况对于其蠕变特性曲线

5、有着极大的影响。当材料所在环境的温度降低或者其所受的应力减小时，典型突变过程的第二阶段会增加以至于不会进入第三阶段。与之相反的是，当材料所在环境的温度升高或者其所受的应力增大时，蠕变特性曲线的第二阶段会显著缩短，甚至会直接从第一阶段跳到第三阶段，相对应的后果是材料会迅速断裂。抗蠕变性能较好的材料的蠕变特性曲线应当具备的特征包括：起始蠕变阶段持续的时间较短、稳定蠕变阶段的线性增长速率较低、要存在明显的加速蠕变阶段以表征材料断裂时具有的塑性。　　2重要材料的抗蠕变性能研究　　镁合金为了充分发挥“教学点数字教育资源全覆盖

6、”项目设备的作用，我们不仅把资源运用于课堂教学，还利用系统的特色栏目开展课外活动，对学生进行安全教育、健康教育、反邪教教育等丰富学生的课余文化生活。为了确保“教学点数字教育资源全覆盖”项目设备正常使用，我校做到安装、教师培训同步进行。设备安装到位后，中心校组织各学点管理人员统一到县教师进修学校进行培训，熟悉系统的使用和维护。　　近年来随着汽车产业的迅猛发展，小型化、轻量化逐渐成为汽车设计制造时的趋势。镁合金作为常见的轻金属材料，其密度较低但强度与铝合金和钢相当，硬度与铝合金相当，因此可以成为汽车工业制造中大量运用的

7、一种合金材料。但目前压铸镁合金中占绝大比重的AZ和AM两个系列均不能长期工作在120℃以上的环境中，显然对于如活塞、曲轴连杆等对高温蠕变性能要求高的汽车零件比镁合金的使用会受到极大的限制[4]。因此提高镁合金抗高温蠕变性能的研究对于普及镁合金在汽车工业上的应用程度，实现汽车的节能减排，践行汽车设计制造产业在工业时代的绿色环保理念。　　钛合金　　航空工业作为国防科技领域的尖端行业，其发展受高强度材料研发生产水平的极大影响。目前，高温钛合金材料由于比强度高等优势在先进燃气轮机的叶轮、军用战机进排气系统等方面得到了很广泛

8、的应用。高温钛合金的应用使得发动机小型化、轻便化，减少燃油消耗的同时并降低了发动机运行时的工作噪声。目前应用最为广泛的高强度钛合金型材为TC4钛合金棒材，因此通过改变其合金成分组成或改良制造加工工艺来提升材料的高温抗蠕变性能有着重要的意义[2]。　　结构陶瓷为了充分发挥“教学点数字教育资源全覆盖”项目设备的作用，我们不仅把资源运用于课堂教学，还利用系统的特色