材料的高温性能介绍.doc

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1、高温下承载材料的机械性能与室淋乐载材料仃很大区别：比如（1）强度降低.在不同温度下进行金届材料的静拉伸试验时•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）塑性増夫。在為温条件卜•，彫响材料机械性能的閃索増多.不仅温度有烤响.应变速度，断裂所需时间也冇爆响。6.1.金屈材料的蠕变形彖6.1.1.蠕变现欽嫦变：金属材料在长时间的恒温.恒应力作用卜发生缓慢的犁性变形。碳素钢超过300〜35（TC,合金钢超过400〜450C发生嫦变Illi线：三个阶段oa开始部分，加载引起的瞬时变形ab第1阶段，速度大，不稳定阶段，减速阶段，t1

2、,e1be第2阶段，稳定阶段，等速阶段€2cd第3阶段，昴后阶段，加速阶段t3・e3・不能计入元件寿命期。6.1.2.蜥变曲线的表示方式数学模熨.主要衣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农示其中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.金屈材料在蠕变中的组织变化6.1.3.1.滑移整个蠕变过程中，冇滑移产生6.1.3.2.亚晶形成晶粒变形不均匀破裂，形成亚晶6.1.3.3.晶界形变晶界也参与形变，有时高达40-50%6.1.4.金屈材料的蠕变理论端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

3、大致右两方面：（1）是在应力作用下原子血接人址地定向扩散（2）协助受肌位错克服障碍垂新运动-方面形变硕化.一方面回复6.1.5.金属材料的蠕变断裂机理金属材料蠕变断裂分2种：晶间和穿晶穿晶：有大蚤塑性变形，韧性，髙应力，低温晶间：刻性变形小，脆性，低应力，高温等强度温度概念两种理论：楔形墙变裂纹（三晶交界处应力集中.穿品）•空洞形（空洞在三品交界处汇集，品间）6.2•金属材料的鬲温强度6.2.1.条件婶变极限根据不同的需要有2种（1）给定温度下，引起规定变形速度的应力值（2）一定工作温度下，在规定时间内，便试件发生一定虽总变形时的应力值6.2.2.高温持久强度在给

4、定温度下.经过一定时间而断裂时所能承受的最大应力。表示材料在温度t经过t而断裂时所能承受的最大应力与蠕变区别：端变考虎变形为主，高温持久强度主要考世材料在长期使用下的破坏抗力。6.3.蠕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，找出经验关联式，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：在同一试验温度下，用较高温度应力进行短期试验数据。（加大强度）是高温条件下工作的匝耍指标之・。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

5、(1>合金元索加入硼强化晶界，减小有害元素S等(2)金相组织珠光体-1：>贝氏体〉马氏体(3)热处理奥氏体化温度山回火温度a6.5.影响材料祎温强度性能的因素提爲材料爲温强度关键(1)使在蠕变变形过程中受到阻碍而堆枳的位错不客易重新开始运动(2〉大力强化晶界，避免晶间开裂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.其它合金元素彩响Mo可提高材料岛温强度V.Nb.Ti可强烈形成礦化物，在钢中形成殊散分布的沉淀相，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，往往有谶佳值。(2)毎种

6、合金元索的质逐分数越高，则单位质虽分数所引起的作用越小。因而多元索，少质呈分数的钢种有良好的高温性能钢屮气体晁，品界处的偏析，夹渣对钢祎温性能彫响大。减小有害元素，选择适当的冶炼方法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，细晶粒具有高强度高温下细晶则易蠕变，此时有个最佳值6.5.4.热处理方法热处理后，在常温下使用，不发生纽织变化，可行而在高温下，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强度的彫响温度对钢和的高温强度彫响，主要有2方面(1)温度的波

7、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6.6.1.金屈材料的松驰特性松驰：金屈材料在高温和应力状态下，如果维持总变形量不变,随着时间的延长，应力逐渐降低的现彖。如果总变形就不变.弹性变形转变为犁性变形应力松驰分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昨向恒定。恒定值为松哋极限。因为松驰极限小，通常不用它來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介金钢在第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.再紧固対松驰

8、的场响金动