金属高温机械性能.ppt

金属高温机械性能古典力学： Ø 弹性、塑性与时间没有关 系Ø 瞬时行为（instantaneously）高温力学性能：•与时间（t）相关性•Time Dependent• 高压蒸汽锅炉 • 汽（燃气）轮机 • 柴油机 • 化工炼油设备 • 航空发动机 ø 长期在高温下运转20#钢，工作温度450℃ • 短时，σb：320MPa• 225MPa下，持续300h断裂， 穿晶 • 115MPa下，持续10000h断裂， 沿晶温度对应力-应变曲线的影响-196℃25℃400℃高温下，材料通常： •蠕变Creep •应力松弛Stress Relaxationü 高温新特性Ø 不断变形（应力恒定） Ø 强度与时间有关只要涉及高温，就应注意： •不能简单采用室温短时的 应力-应变曲线•必须考虑温度和时间（也 即应变速率）的影响？蠕变Creep： •应力恒定， •材料在应力的持续作 用下， •不断变形的现象 Ø 长时间的恒温、恒应力， Ø 小于屈服强度， Ø 缓慢产生 Ø 塑性变形——蠕变 Ø 导致的断裂——蠕变断裂Creep造成 Ø ①强度： •随载荷作用时间的↑ 、 •产生一定变形速率(或 变形量) •形变（及断裂）抗力↓ TaWMoFeNi•②塑性↓： ø 应变速率↓ ø 载荷作用时间↑ ø 塑性下降↑NiTaFeMoW③高温应力松驰：高温长时间下紧固螺 栓，预紧力逐渐↓④疲劳损伤——高温疲劳 强度↓∴可知 •T对材料性能影响很 大 •T和t影响材料的断裂 形式约比温度 Ø T/Tm Ø 比较不同温度下材料的 力学行为的方法Ø ＞0.5，视为高温， Ø 此时必须考虑蠕变和应力 松弛 Ø 但，一般工程上＞0.3就 必须考虑蠕变 uTm———材料的熔点•金属：T>0.3-0.4Tm ; •陶瓷： T>0.4-0.5Tm； •高分子材料T>Tg等强温度TE晶界晶粒TE变形速率对TE的影响TE1TE2晶界晶粒低速 高速＜蠕变 用蠕变曲线描述ε0ε0‵abcda‵ⅠⅡⅢ高温下,位错攀移垂直滑移面运动 • 1.温度对金属材料的机械性能影响很大。

• 2.温度和时间还影响金属材料的断裂形式等强温度。