《金屬高溫力學性能》PPT課件.ppt

1、第八章金屬高溫機械性能，歷史背景：古代：懸掛鉛管自拉伸現(xiàn)象1905年：飛利浦宣布在金屬線、橡膠、玻璃等一定拉伸應(yīng)力下緩慢拉伸的實驗結(jié)果，1922年：狄根森在3360牙齒相當長的時間內(nèi)受到壓力時，特別是高溫下，任何材料都低于B(室溫或?qū)嶒灉囟?，這是第一次1、普通金屬的變形阻力取決于溫度。t、HB；2，原因：晶格電阻降低，原子活動能力提高(1)前衛(wèi)運動障礙；(2)前衛(wèi)運動方法：交叉滑移，攀登移動；(3)有答復、再結(jié)晶和其他軟化機制。(4)存在晶系運動等變形機制。注：金屬間化合物高溫強度的異常，第二，時間對金屬材料力學性能的影響高溫下的力學性能與載荷持續(xù)時間有很大關(guān)系。例如，鋼的B取決于載荷的持續(xù)

2、時間。因此，在常溫下研究時：在應(yīng)力變形曲線高溫下進行研究時：應(yīng)力變形溫度時間，3，溫度和時間對斷裂路徑的影響溫度T，載荷T，絕熱從結(jié)晶斷向結(jié)晶斷。原因：根據(jù)溫度T，晶界強度比結(jié)晶強度的降低速度快。* *等強溫度(TE)概念結(jié)晶和晶界強度相同的溫度稱為等強溫度。在TTE中沿結(jié)晶度斷裂。應(yīng)變率，TE，因為溫度和應(yīng)變對金屬破裂路徑的影響，晶界強度對應(yīng)變速度的敏感度高于結(jié)晶強度。a)等強溫度TE b)應(yīng)變對TE的影響，高溫狀態(tài)大于約0.5溫度。大約溫度為0.5時的低溫狀態(tài)。1高溫，低溫的判斷方法：徐璐其他金屬材料，在相同的尿比溫度下蠕變行為相似，力學性能的變化規(guī)律也相同。4.高溫下的蝸桿和應(yīng)力松弛現(xiàn)象

3、、2高溫下的蝸桿和應(yīng)力松弛現(xiàn)象：后應(yīng)力松弛：在指定溫度和初始應(yīng)力條件下金屬材料中的應(yīng)力隨時間減少的現(xiàn)象。1，蠕變現(xiàn)象1，蠕變概念：金屬處于長時間的恒溫、恒負載作用下(如果需要考慮0.3點碳鋼加熱T300，也必須考慮蠕變)。2，蠕變斷裂：蠕變引起的最終材料破壞，雙節(jié)金屬的蠕變現(xiàn)象，3，蠕變曲線oa:瞬時變形0(碳性)abcd:時間延長引起的變形：蠕變，典型蠕變曲線，蠕變速度：第一階段：減速蠕變裂紋的形成和，同一材料的蠕變曲線取決于應(yīng)力和溫度。4321，t4t3t2t1，應(yīng)力或溫升，蠕變的第二階段減少了蠕變過程中的矛盾。加強加工硬化恢復、再結(jié)晶和其他擴散過程。2在高溫下：外部世界提供熱活化能，促進

4、原子擴散電位的持續(xù)運動，引起蠕蟲變形。(1)前衛(wèi)滑動蠕變TTm2，也稱為高溫蠕變變形，T原子擴散會增加前衛(wèi)攀登，產(chǎn)生動態(tài)響應(yīng)(圓弧誤差徐璐抵消，形成多邊形結(jié)構(gòu))，從而減少子晶體前衛(wèi)運動阻力，從而產(chǎn)生額外的蠕變變形。動態(tài)回復執(zhí)行主要角色、不同號碼電位的合并。東湖電位的規(guī)范化是反恢復亞晶、多角化、(2)擴散蠕蟲在更高的溫度(甚至接近Tm)原子擴散下，更多的原子(空白空間)直接增加移動擴散蠕蟲。2，蠕變破裂機制主要晶界斷裂宏觀上典型的脆性破壞。晶界的結(jié)構(gòu)、性質(zhì)、晶界析出物、加應(yīng)力的取向等都對蠕蟲破裂有很大影響。在機構(gòu)1: 3晶界交點處，楔形裂紋高應(yīng)力，低溫度下，晶界滑動在3晶界交點處受阻，應(yīng)力集中受

5、阻形成孔，楔形裂紋形成示意圖，楔形裂紋形成示意圖，在機構(gòu)2:晶界中，晶界裂紋形成低應(yīng)力，在高溫下，晶界受垂直拉伸應(yīng)力作用時，周圍晶界或晶界內(nèi)部的孔形成?？招奈恢茫壕Ы缤蛊鸬牟糠郑拷〉牡诙噘|(zhì)點，(晶界雜波)，晶界滑動與共圖食管A)晶界滑動與晶體內(nèi)滑動帶交B)晶界中第二相質(zhì)點，1，蠕變極限高溫下材料對塑料變形的阻力指標引入蠕變極限，第三節(jié)金屬高溫力學，蠕變極限顯示方法2:在指定溫度T和指定時間(小時)內(nèi)，導致樣例中指定蠕變變形的最大應(yīng)力。2 .永久強度極限蝸桿極限高溫器官載荷下對塑性變形的阻力(考慮變形量)永久強度極限高溫器官載荷下對斷裂的阻力(考慮變形量)，永久強度極限在給定溫度T下達到給

6、定期間但不會斷裂的最大應(yīng)力以MPa表示。3，剩馀應(yīng)力1，應(yīng)力松弛是在總變形恒定的詩篇中，隨著時間的推移減少自行減少應(yīng)力的現(xiàn)象稱為應(yīng)力松弛。金屬材料抵抗應(yīng)力松弛的性能稱為松弛穩(wěn)定性。如何評價李莞穩(wěn)定性？金屬應(yīng)力松弛曲線，因此：(1)殘余應(yīng)力sh是評估金屬材料李莞穩(wěn)定性的指標。殘余應(yīng)力越高，松弛穩(wěn)定性越好。(2)松弛穩(wěn)定性可用于高溫下評價材料的字典擰緊能力。高溫緊固件、2、蠕變和松弛過程比較蠕變：應(yīng)力保持不變，塑性變形和總變形隨時間增加。松弛：總變形保持不變，隨著時間的推移，塑性變形繼續(xù)取代彈性變形，彈性應(yīng)力繼續(xù)減小。弛豫的本質(zhì)：在應(yīng)力繼續(xù)減少的條件下，可以看作蠕變過程。因此，一般而言，具有較高蠕

7、變阻力的材料的應(yīng)力松弛阻力也通常較高。4，影響金屬高溫力學性能的主要因素1，氣體金屬和晶體結(jié)構(gòu)影響一般具有熔點高、磁擴散活性大、層低的金屬、蠕變極限。高溫材料設(shè)計基于自擴散系數(shù)。bccfcchcp金剛石自擴散系數(shù)大，自擴散活性小，因此FCC的蠕變限制bcc金剛石陶瓷材料具有較好的耐高溫性(例如添加Cr、Mo、W、Nb、加強溶液)。層誤差能量、擴散活化能；化學相互作用，形成短程秩序等。2，溶質(zhì)元素的影響通常是溶質(zhì)元素或微量雜質(zhì)原子，特別是高熔點，氣體金屬原子尺寸差異較大的溶質(zhì)原子，可以提高蠕變極限。另一個例子：加入B、Re等，加入晶界擴散激活能量，干擾晶界滑動、晶界裂紋表面能量、高溫強度。S、P、Pb、Sn、Bi、Sb有害雜質(zhì)元素馬氏體溶液強化不適用。三系排放物和雜質(zhì)的影響包括添加合金元素、生成分散強化相、阻礙滑動和攀登、高溫強度。在熱力學穩(wěn)定的第二相鋼中采用特殊碳化物、氮化物等非金屬夾雜物是有害的，4，晶粒大小的影響TTE，粗晶粒鋼強度要高。使用適當?shù)木Я４笮?。例如?3級是粒子太大小，因此Ak(例如，A耐熱鋼應(yīng)采取24級，晶粒大小應(yīng)均勻)。在高溫下，對冶金質(zhì)量的要求更加嚴格。例如冶煉中：(1)雜質(zhì)元素和氣體含量、晶界偏轉(zhuǎn)、晶界弱化作用。使用真空感應(yīng)爐、真空電弧爐等(2)定向凝固、橫向晶界。