材料的高温性能介绍

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1、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屈材料的粋拉伸试验时，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）塑性増大。在高温条件下，笏响材料机械性能的因素增多，不仅温度有彫响，应变速度，断裂所需时间也有彫响。6・1・金属材料的蠕变形象6・1・1・蠕变现彖蜿变：金属材料在长时何的恒温、恒应力作用K发生缓慢的塑性变形。碳索钢超过300〜350°C,合金钢超过400〜450C发生蠕变1111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

2、度大，不稳定阶段，减速阶段，T1,£1be第2阶段,稳定阶段，等速阶段T2.£2cd第3阶段.最后阶段.加速阶段T3.E3,不能计入元件寿命期。6.1.2.蜥变曲线的农示方式数学模型，主要表示第一阶段和第二阶段嫦变条件卜-蠕变速度随时间变化可用下式來表示其中A,n为外界条件与材料性质的常数第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.滑移整个蟠变过程屮.有滑移产生6.1.3.2.亚品形成晶粒变形不均匀破裂，形成亚晶6.1.3.3.晶界形变品界也参与形变.有时高达40-50%6.1.4.金属材料的蠕变理

3、论妬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F原子宜接大量地定向扩散（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.金属材料的嫦变断裂机理金属材料蟠变断裂分2种：品间和穿晶穿晶：有大屋塑性变形，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：槐形蠕变裂纹（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•金属材料的鬲温强度6.2.1.条件嫦变极限根据不同的需耍有2种（1）给定温度卜引起规定变形速度

4、的应力值（2）一定工作温度下，在规定时间内，便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故大应力。表示材料在淋度t经过t而断裂时所能承受的最大应力与嫦变区别：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.嫦变和持久强度的推测方法必须进行长期试验•应用外推方法，可大大缩短时间。外推法：（1）总结金属材料试验数据，找岀经验关联式，用以外推（2）从微观出发，建立应力，温度和断裂时间的关系式。等温线法:在同…试验温度下，用较高温度应力进行短期试验数据。（加

5、大强度）是高温条件下工作的重要指标之一。细小碳化物（Mo2C,VC）在晶内析出,提高晶内强度，削弱晶界强度,形成低塑性的晶间断裂。影响因素（1）合金元素加入硼强化品界，减小有害元索S等（2）金相组织珠光体-F>贝氏体〉马氏体（3）热处理奥氏体化温度d,回火温度86.5.影咆材料高隘强度性能的因素捉高材料高温强度关键（1）使在嫦变变形过程中受到阻碍而堆枳的位错不容易重新开始运动（2）大力强化品界.避免品间开裂6.5.1.化学成分6.5.1.1.C<0.4%高温强度随碳增加而增加不同钢种有最佳值。6.5.1.2•其它合金元索影响比可提

6、高材料高温强度V,Nb.Ti可强烈形成碳化物.在钢中形成弥散分布的沉淀相.有良好强化效果。P强化晶界（1）每种合金元素的作用与其质量分数不成正比，往往有i最佳值。（2）毎种合金元索的质昴:分数越高，则单位质駅分数所引起的作用越小。因而多元索，少质垃分数的钢种有良好的高温性能钢中气体域，品界处的偏析，夹浹对钢高温性能彫响大。减小有害元索，选择适半的冶炼方法6.5.3.金屈材料的组织结构6.5.3.1.碳化物形状分布片状弥散分布热强性好，球状聚集不好6・5・3・2・晶粒度常温下，细晶粒具有高強度高温下细晶则易晞变，此时有个最佳值6.5

7、.4.热处理方法热处理后，在常温下使用，不发生组织变化，可行而在离温下，不稳定的结构组织将发生变化，使高温性能变坏。6.5.5•温度波动对钢材高温強度的爆响温度对钢和的髙温强度影咆.主要有2方面（1）温度的波动便实际温度髙于规定温度（2）附加热应力6.6.金属材料的松驰&6・1・金屈材料的松驰特性松驰：金属材料在高温和应力状态下，如果维持总变形圮不变，随着时间的延长，应力逐渐降低的现象。如果总变形量不变，评性变形转变为级性变形应力松驰分2阶段.第1阶段应力随时间急剧降低，第2阶段应力下降缓慢并趋向恒定。恒定值为松驰极限。因为松驰极

8、限小，通常不用它来评定材料的抗松驰能力，而用一定时间内，材料中应力的降低值來表征材料抗松驰性能。松驰稳定系数SO.不考.虑初应力，更合理。a低碳钢只与应力有关合金钢在第1阶段与应力和总应变有关.第2阶段，只与应力有关。6.6.3.再紧固对松驰的影响