高溫強度和斷裂全解課件

第六章材料的高溫強度與斷裂高溫結構材料的應用領域航空、航天能源化工●高溫對材料力學性能影響的總體趨勢強度下降塑性增加時間效應高溫的含義般用“約比溫度”(即T/Tm)來描述。當T/Tm>0.4~0.5時為高溫;反之則為低溫第六章材料的高溫強度與斷裂1第一節(jié)高溫蠕變性能材料在長時間的恒溫、恒載荷作用下緩慢地產生塑性變形的現(xiàn)象稱為蠕變,由這種變形而最后導致材料的斷裂稱為蠕變斷裂。、蠕變的一般規(guī)律、蠕變曲線可由蠕變曲線描述,般分為三個階段減速蠕變(過渡蠕變)·恒速蠕變(穩(wěn)定蠕變)圖7-1金屬、陶瓷的蠕變曲線加速蠕變(失穩(wěn)蠕變)蠕變量z與時間t的關系為E=E0+f()+Dt+(t)第一節(jié)高溫蠕變性能22、應力大小及溫度對蠕變曲線的影響時間時間t圖7-2應力和溫度對蠕變曲線影響示意圖·當減小應力或降低溫度時,蠕變第Ⅱ階段延長,甚至不出現(xiàn)第Ⅲ階段當增加應力或提髙溫度時,蠕變第Ⅱ階段縮短,甚至消失試樣經減速蠕變階段后很快進入加速蠕變階段而斷裂。2、應力大小及溫度對蠕變曲線的影響33、溫度及應力對蠕變速率的影響1)溫度的影響大量實驗表明,穩(wěn)態(tài)蠕變速率對數(shù)與絕對溫度的倒數(shù)呈線性關系因此,穩(wěn)態(tài)蠕變速率與溫度的關系可表示為如下的阿累尼烏斯關系E,=A,exp_e式中,Q,一蠕變表觀激活能。表41各種金屬的Q和Q值材料Q/evQsveVOev5535,1.524.I-4.63-3.22.9-3.1:表中Q,為自擴散激活能,可見它與表觀激活能很相近,說明蠕變和擴散過程緊密相關。3、溫度及應力對蠕變速率的影響42)應力的影響大量實驗表明,穩(wěn)態(tài)蠕變速率與應力的雙對數(shù)呈線性關系,如右圖所示。在較低的應力下,可寫為如下冪律蠕變形式:8=A式中,n一穩(wěn)態(tài)蠕變速度應力指數(shù)在較高應力水平下,冪律蠕變規(guī)律失效,650此時可用指數(shù)函數(shù)來近似表示A,expO綜合溫度和應力的影響,有:圖4.3Fe-24Cr-4A合金穩(wěn)態(tài)明變速8.=A,gex1RTDGh式中,D一自擴散系數(shù);G-切變模量;b一位錯柏氏矢量;k一波爾茲曼常數(shù)2)應力的影響5高溫強度和斷裂全解課件6高溫強度和斷裂全解課件7高溫強度和斷裂全解課件8高溫強度和斷裂全解課件9高溫強度和斷裂全解課件10高溫強度和斷裂全解課件11高溫強度和斷裂全解課件12高溫強度和斷裂全解課件13高溫強度和斷裂全解課件14高溫強度和斷裂全解課件15高溫強度和斷裂全解課件16高溫強度和斷裂全解課件17高溫強度和斷裂全解課件18高溫強度和斷裂全解課件19高溫強度和斷裂全解課件20高溫強度和斷裂全解課件21高溫強度和斷裂全解課件22高溫強度和斷裂全解課件23高溫強度和斷裂全解課件24高溫強度和斷裂全解課件25高溫強度和斷裂全解課件26高溫強度和斷裂全解課件27高溫強度和斷裂全解課件28高溫強度和斷裂全解課件29高溫強度和斷裂全解課件30高溫強度和斷裂全解課件31高溫強度和斷裂全解課件32高溫強度和斷裂全解課件33高溫強度和斷裂全解課件34高溫強度和斷裂全解課件35高溫強度和斷裂全解課件36高溫強度和斷裂全解課件37高溫強度和斷裂全解課件38高溫強度和斷裂全解課件39高溫強度和斷裂全解課件40高溫強度和斷裂全解課件41高溫強度和斷裂全解課件42高溫強度和斷裂全解課件43高溫強度和斷裂全解課件44高溫強度和斷裂全解課件45高溫強度和斷裂全解課件46高溫強度和斷裂全解課件47高溫強度和斷裂全解課件48高溫強度和斷裂全解課件49高溫強度和斷裂全解課件50高溫強度和斷裂全解課件51高溫強度和斷裂全解課件52高溫強度和斷裂全解課件53高溫強度和斷裂全解課件54高溫強度和斷裂全解課件55高溫強度和斷裂全解課件56高溫強度和斷裂全解課件57高溫強度和斷裂全解課件58高溫強度和斷裂全解課件59高溫強度和斷裂全解課件60高溫強度和斷裂全解課件61第六章材料的高溫強度與斷裂高溫結構材料的應用領域航空、航天能源化工●高溫對材料力學性能影響的總體趨勢強度下降塑性增加時間效應高溫的含義般用“約比溫度”(即T/Tm)來描述。當T/Tm>0.4~0.5時為高溫;反之則為低溫第六章材料的高溫強度與斷裂62第一節(jié)高溫蠕變性能材料在長時間的恒溫、恒載荷作用下緩慢地產生塑性變形的現(xiàn)象稱為蠕變,由這種變形而最后導致材料的斷裂稱為蠕變斷裂。、蠕變的一般規(guī)律、蠕變曲線可由蠕變曲線描述,般分為三個階段減速蠕變(過渡蠕變)·恒速蠕變(穩(wěn)定蠕變)圖7-1金屬、陶瓷的蠕變曲線加速蠕變(失穩(wěn)蠕變)蠕變量z與時間t的關系為E=E0+f()+Dt+(t)第一節(jié)高溫蠕變性能632、應力大小及溫度對蠕變曲線的影響時間時間t圖7-2應力和溫度對蠕變曲線影響示意圖·當減小應力或降低溫度時,蠕變第Ⅱ階段延長,甚至不出現(xiàn)第Ⅲ階段當增加應力或提髙溫度時,蠕變第Ⅱ階段縮短,甚至消失試樣經減速蠕變階段后很快進入加速蠕變階段而斷裂。2、應力大小及溫度對蠕變曲線的影響643、溫度及應力對蠕變速率的影響1)溫度的影響大量實驗表明,穩(wěn)態(tài)蠕變速率對數(shù)與絕對溫度的倒數(shù)呈線性關系因此,穩(wěn)態(tài)蠕變速率與溫度的關系可表示為如下的阿累尼烏斯關系E,=A,exp_e式中,Q,一蠕變表觀激活能。表41各種金屬的Q和Q值材料Q/evQsveVOev5535,1.524.I-4.63-3.22.9-3.1:表中Q,為自擴散激活能,可見它與表觀激活能很相近,說明蠕變和擴散過程緊密相關。3、溫度及應力對蠕變速率的影響652)應力的影響大量實驗表明,穩(wěn)態(tài)蠕變速率與應力的雙對數(shù)呈線性關系,如右圖所示。在較低的應力下,可寫為如下冪律蠕變形式:8=A式中,n一穩(wěn)態(tài)蠕變速度應力指數(shù)在較高應力水平下,冪律蠕變規(guī)律失效,650此時可用指數(shù)函數(shù)來近似表示A,expO綜合溫度和應力的影響,有:圖4.3Fe-24Cr-4A合金穩(wěn)態(tài)明變速8.=A,gex1RTDGh式中,D一自擴散系數(shù);G-切變模量;b一位錯柏氏矢量;k一波爾茲曼常數(shù)2)應力的影響66高溫強度和斷裂全解課件67高溫強度和斷裂全解課件68高溫強度和斷裂全解課件69高溫強度和斷裂全解課件70高溫強度和斷裂全解課件71高溫強度和斷裂全解課件72高溫強度和斷裂全解課件73高溫強度和斷裂全解課件74高溫強度和斷裂全解課件75高溫強度和斷裂全解課件76高溫強度和斷裂全解課件77高溫強度和斷裂全解課件78高溫強度和斷裂全解課件79高溫強度和斷裂全解課件80高溫強度和斷裂全解課件81高溫強度和斷裂全解課件82高溫強度和斷裂全解課件83高溫強度和斷裂全解課件84高溫強度和斷裂全解課件85高溫強度和斷裂全解課件86高溫強度和斷裂全解課件87高溫強度和斷裂全解課件88高溫強度和斷裂全解課件89高溫強度和斷裂全解課件90高溫強度和斷裂全解課件91高溫強度和斷裂全解課件92高溫強度和斷裂全解課件93高溫強度和斷裂全解課件94高溫強度和斷裂全解課件95高溫強度和斷裂全解課件96高溫強度和斷裂全解課件97高溫強度和斷裂全解課件98高溫強度和斷裂全解課件99高溫強度和斷裂全解課件100高溫強度和斷裂全解課件101高溫強度和斷裂全解課件102高溫強度和斷裂全解課件103高溫強度和斷裂全解課件104高溫強度和斷裂全解課件105高溫強度和斷裂全解課件106高溫強度和斷裂全解課件107高溫強度和斷裂全解課件108高溫強度和斷裂全解課件109高溫強度和斷裂全解課件110高溫強度和斷裂全解課件1