ASTM E139 金屬材料傳導(dǎo)蠕變、蠕變斷裂和應(yīng)力斷裂的標準試 驗方法解析

1、金屬材料傳導(dǎo)蠕變、蠕變斷裂和應(yīng)力斷裂的標準試驗方法1、適用范圍1.1、本標準適用于在恒定溫度和恒定拉伸載荷下，測量材料由時間函數(shù)決定的變形量（蠕變試驗）和加載后的斷裂時間（斷裂試驗）。同時還規(guī)定了對試驗設(shè)備的基本要求。需要參考產(chǎn)品的規(guī)范，來確定試驗的數(shù)量和最長試驗時間。1.2、本標準列出了各試驗報告中必須包括的內(nèi)容。這是為了確保相關(guān)感興趣的組織都能獲得這些有用且容易獲得的信息。由于以下原因，報告必須認真對待：（1）采用不同的試驗方法獲得的試驗結(jié)果并不相同，因此必須具體說明使用了那種試驗方法；（2）實驗報告中缺少詳細信息往往會妨礙后續(xù)研究中重要試驗變量的確定；（3）由于持久試驗的時間很長，一般很

2、少重復(fù)試驗，并且很難保證一些變量始終保持在推薦范圍以內(nèi)。一份詳細的報告，并不需要包括所有不在控制精度范圍內(nèi)的試驗數(shù)據(jù)1.3、本標準不包括缺口試樣的試驗，這些試驗在E292中有詳細規(guī)定1.4、本標準不包括短時試驗，短時試驗在E21中有詳細規(guī)定。1.5、本標準中所有單位都采用國際單位。1.6、本標準不對所有的安全問題負責(zé)，使用本標準的用戶有責(zé)任建立必要的安全保障并根據(jù)需要，對標準的適用范圍限制進行調(diào)整。2、引用標準2.1、ASTM標準：E4測試儀的負荷校準E6機械試驗方法的有關(guān)術(shù)語E8金屬材料的拉伸試驗方法E21金屬材料的高溫抗拉試驗方法E29使用試驗數(shù)據(jù)中重要數(shù)字以確定對規(guī)范的適應(yīng)性E74檢驗試

3、驗機力示值用測力儀的校準E83伸長儀的檢驗和分類E177ASTM試驗方法中精密度和偏倚術(shù)語的使用E220用比較技術(shù)校準熱電偶的標準試驗方法E292材料斷裂時間的凹口張力試驗E633空氣中1800°F(1000°C)作蠕變和應(yīng)力斷裂試驗使用熱電偶的規(guī)則E1012在拉伸負載下試樣調(diào)直的驗證2.2、軍事標準MIL-STD-120量規(guī)檢驗3、術(shù)語3.1、定義：E6部分的術(shù)語與蠕變試驗相關(guān)的術(shù)語的定義應(yīng)該適用于實踐。正是出于這個目的，使用了以下一些更通用的術(shù)語。3.2、本標準使用的術(shù)語的定義：3.2.1、軸向應(yīng)變：從試樣軸向兩端相同距離處測量的應(yīng)變的平均值。3.2.2、彎曲應(yīng)變：試樣

4、表面應(yīng)變和軸向應(yīng)變之間的差值。通常它在圍繞和沿著試樣頸縮面的方向上變化。3.2.2.1、最大彎曲應(yīng)變：沿光滑試樣的長度方向，在其頸縮處測量的應(yīng)變。3.2.3、蠕變：材料在長時間的恒溫、恒載荷作用下緩慢地產(chǎn)生塑性變形的現(xiàn)象。3.2.4、蠕變斷裂試驗：觀察試樣變形過程并獲得其斷裂時間的試驗。通常試樣的變形量要比蠕變試驗的大。3.2.5、蠕變試驗：觀察試樣加載應(yīng)力低于斷裂應(yīng)力時的蠕變現(xiàn)象，并測量蠕變速率的試驗。由于試樣的應(yīng)變量很小，所以試驗需要采用引伸計。3.2.6、標距長度：試樣標識之間的長度，用于計算試樣斷裂后的伸長率3.2.7、縮頸長度：過渡圓弧與縮頸部分的切點間的距離3.2.8、加載后的塑性

5、變形：加載后產(chǎn)生的變形，在外力去除后變形消失而恢復(fù)原狀。在應(yīng)力應(yīng)變曲線中呈線性的部分3.2.9、試樣的縮頸：試樣的中心部分橫截面面積比試樣夾持部位橫截面面積小3.2.10、加載后的變形：從開始加載到全部加載完成后的變形3.2.11、應(yīng)力斷裂試驗：測量斷裂時間的試驗，試驗中不測量試樣的變形3.2.12、在規(guī)定時間的總的塑性應(yīng)變：相當于加載后的塑性應(yīng)變加蠕3.2.13、在規(guī)定時間的總應(yīng)變：加載后的應(yīng)變加蠕變4、意義和用途4.1、斷裂試驗主要是提供材料負載的能力（斷裂時間），蠕變試驗主要是測在低于斷裂應(yīng)力下的應(yīng)變，這兩種試驗在提供材料負載能力方面相互補充。在選擇材料和高于運行溫度下的設(shè)計數(shù)據(jù)時，使用

6、試驗數(shù)據(jù)的類型取決于那種負載能力數(shù)據(jù)更能反映材料的服役性能。5、設(shè)備5.1、試驗機5.2、加熱設(shè)備5.3、溫度測量設(shè)備5.4、引伸計5.5、室溫控制5.5.1、測量變形時的試驗室溫度應(yīng)在試樣加載時試驗室溫度的土3°C以內(nèi)5.6、計時設(shè)備對于斷裂試驗，記錄的從加載到試樣斷裂的累計時間誤差不超過1%。（GB/T2039規(guī)定不超過0.2%）6、試樣試樣的類型、尺寸等詳細要求見E87、設(shè)備的校驗和標準化8、試驗步驟8.1、橫截面面積的測量：按照E8規(guī)定的試樣尺寸測量方法，確定試樣的最小橫截面面積。8.2、原始計算長度的測量：821、沒有特別的說明，圓形試樣的標距為4D,矩形試樣的標距為寬度的

7、4倍。在試樣上打孔或劃線，以定出標距。注：試樣的尺寸不一樣，其測定的伸長率沒有可比性。對材料相同的試樣進行試驗，如果試樣的厚度不一樣，將試樣的橫截面面積開平方，再乘以4.5倍作為標距，我們?nèi)匀坏貌坏较嗤纳扉L率。8.2.2、當試樣縮頸的長度和直徑之比比標準大很多時，標距應(yīng)該接近直徑而小于長度。注：材料的伸長率與標距的長度有很大的關(guān)系。我們在測量伸長率時，習(xí)慣用直徑的4倍作為標距，但是標距大于或小于4D都是允許的，甚至在用相同標距的試樣測伸長率時，可以不再試樣上做標識。當標距大于4D時，應(yīng)在報告中注明標距長度。對大多數(shù)塑性很好的材料，標距大于4D時，測得的伸長率大一些。伸長主要發(fā)生在斷裂部位附近

8、，所以沿試樣縮頸部分長度方向上不同部位的伸長量并不相同。由于這個原因，我們不推薦采用多個標距來測量試樣的伸長率。8.2.3、當試驗材料的塑性不是很好時，不需要在試樣上標識標距。因為標識處容易產(chǎn)生應(yīng)力集中，而試樣容易在應(yīng)力集中部位發(fā)生斷裂。所以標識一般打在試樣的凸肩上或直接測量整個試樣的長度。8.2.4、當引伸計裝在試樣的凸肩部位時，測量兩個過渡圓?。ㄔ撎幹睆交?qū)挾仁强s頸部分直徑或?qū)挾鹊?.05倍）間的距離，作為計算縮頸部分伸長率的約數(shù)。8.3、清洗試樣沒有特別的說明，用酒精、丙酮或其它不影響試樣測試的熔劑對試樣進行仔細的清洗。有時，在試樣加工前也需要對試樣進行清洗。鑄造試樣不需要進行清洗。8.

9、4、溫度控制8.4.1、熱電偶的使用應(yīng)符合ASTME633的規(guī)定8.4.2、ASTME633給出了熱電偶連接的方法，連接熱電偶和試樣時，連接處應(yīng)非常緊密，并且熱電偶上應(yīng)該有保護物，防止過熱。對于某些特殊的爐子和溫度，保護物可以不要。當溫度高到可以破壞電偶絲本身的絕緣層時，應(yīng)在熱電偶的受熱部分加上陶瓷絕緣體。熱電偶的其它部分應(yīng)有隔熱層和電絕緣體。當電絕緣材料用于熱電偶受熱區(qū)時，應(yīng)檢測在更高溫度能否繼續(xù)保持其絕緣性能。8.4.3、計算長度不到50mm的試樣，一般應(yīng)在兩端各固定一支熱電偶。計算長度大于50mm的試樣，應(yīng)在試樣的中部再加一支熱電偶。8.4.4、試驗W1000°C時，爐溫誤差不

10、超過2°C,>1000°C，爐溫誤差不超過3°C。(GB2039規(guī)定，<900°C,±3°C;$900°C,±4°C)8.4.5、爐子的指示溫度是指由質(zhì)量良好的高溫測量裝置測出的實際溫度。注：實際溫度和指示溫度可能有誤差，8.4.4規(guī)定，試驗允許存在誤差，但我們不能因此而忽視良好測量裝置和精確控制溫度的重要性。每個試驗室應(yīng)該努力做到指示溫度和實際溫度之間的誤差盡可能的小。盡管8.4.4給出了誤差極限，但是我們應(yīng)該將產(chǎn)生誤差時的溫度和時間記錄下來，以分析這些誤差是否會對試驗的結(jié)果產(chǎn)生影響，并且在

11、報告的附件中清晰地注明這些誤差。眾所周知，材料的強度和溫度緊密相關(guān)。因此，精確的溫度控制是必須的。8.4.6、爐子加熱時，誤差不能超過8.4.4的規(guī)定。我們應(yīng)該研究爐子的加熱特征和溫度控制系統(tǒng)以確定輸入功率、熱電偶的校準和熱電偶位置的確定，從而防止瞬時超溫現(xiàn)象的出現(xiàn)。在升溫到距離設(shè)定溫度5-20°C時，作出最后的調(diào)整，以穩(wěn)定爐溫。持續(xù)時間較長，而且超溫較多的情況一定要在報告中有詳細的記載。8.4.7、根據(jù)8.4.4規(guī)定的溫度誤差范圍和試樣溫度的均勻性來確定試驗前試樣的保溫時間。沒有特殊的說明，保溫時間不能低于lh。對于升溫和保溫時間應(yīng)做記錄。8.4.8、如果溫度誤差超過8.4.4的規(guī)

12、定，我們就需要研究溫度誤差對試樣蠕變性能的影響。溫度誤差對試驗結(jié)果影響較大時，試驗必須重做。允許降低到設(shè)置溫度以下的某個溫度進行試驗，這會降低蠕變速率和延長斷裂時間，而蠕變速率和斷裂時間對溫度比較敏感。低溫一般不會對材料的蠕變性能產(chǎn)生影響，而超溫往往會加速蠕變。因此，當實際溫度低于設(shè)置溫度時，蠕變速率發(fā)生了明顯的變化或者在有代表性的蠕變試驗數(shù)據(jù)存在疑問時，才需要重做試驗。注：在加載狀態(tài)下，冷卻或重新加熱對試樣的蠕變性能和斷裂時間有明顯的影響。同樣，溫度降低或卸載也會影響試樣的蠕變性能。但我們不能因此決定蠕變試驗必須重做。干擾結(jié)束之后，經(jīng)過校正，試驗可以繼續(xù)進行。但是冷卻時間，降低了多少溫度，卸

13、載時的溫度和時間以及試驗繼續(xù)進行時的溫度都應(yīng)該在報告中明確注明。8.5、試樣和試驗機的連接，安裝試樣時，要注意試樣在加熱爐內(nèi)不應(yīng)受到非軸向力的作用。例如，螺紋試樣不要擰到螺紋的頭部和尾部。如果試樣裝的有點松，可以用手握住試樣的中部，沿橫向轉(zhuǎn)動將試樣擰緊。如果密封爐子用的填塞料不能封的太緊，以免引伸計或拉桿的位置被完全固定而不能移動。8.6、試驗時的應(yīng)變測量8.6.1、顧名思義，蠕變或蠕變斷裂試驗需要測量加載后的變形量，而且載荷為零時到加上全部載荷的變形量也要記錄下來。注：記錄加載時的變形量主要有以下兩個原因：（1）應(yīng)力應(yīng)變曲線的彈性變形部分可以用來評價試驗裝置的運行情況。（2）在許多情況下，全

14、部變形量包括蠕變都應(yīng)該記錄下來。因為加載時的變形曲線對我們非常有用。換句話說，要得到加載時的變形曲線而不僅僅是蠕變曲線，就要減慢加載速度。與一次性將載荷全部加上相比，減慢加載速度，可能會產(chǎn)生更大的變形量。8.6.2、測量變形的時間間隔應(yīng)當適中，以便準確地確定出時間-應(yīng)變曲線。與蠕變的第二階段相比，在蠕變的第一階段，測量蠕變變形的次數(shù)應(yīng)該多些。測量變形的時間間隔不超過24h或全部試驗時間的1%。用計算機記錄數(shù)據(jù)，至少24h記錄一個點，這樣做的話，可以更加清晰地做出蠕變斷裂曲線。對試驗結(jié)果沒有影響的數(shù)據(jù)遺漏或者數(shù)據(jù)遺漏的時間不是試驗明確要求要記錄蠕變變形量的時間，其試驗結(jié)果都是被承認的。8.6.3

15、、當縮頸部分直徑或?qū)挾刃∮?.25mm,弓|伸計裝在試樣的凸肩位置。試樣凸肩的直徑要明顯大于縮頸部分的直徑。如果不這樣，為了修正縮頸部分以外的伸長量,一條蠕變曲線需要測兩個試樣。一個標準試樣用來測量縮頸部分的蠕變量,另一個試樣可以做得短點,主要是省略縮頸部分或者縮頸部分及過渡圓弧部分。兩個試樣的頭部和過渡圓弧部分應(yīng)該比較相似。兩個試樣的弓伸計應(yīng)該裝在試樣的凸肩位置。8.6.4、卸載時的變形量測量見8.7.38.7、加載和卸載8.7.1、在試樣加熱前應(yīng)加一個很小的初載,像不銹鋼這種一旦加載,立刻產(chǎn)生屈服現(xiàn)象的材料,初載不超過10%；而像應(yīng)力應(yīng)變曲線中彈性變形呈線性關(guān)系的材料,初載不超過15%。加

16、一個較小的初載,可以減小試樣和試驗機夾頭位置的移動,從而確保試樣不會受到非軸向力的作用。通過應(yīng)力應(yīng)變曲線的線性部分,可以外推沒有加載時弓伸計的讀數(shù)。8.7.2、加載時,應(yīng)避震動和過載。還應(yīng)根據(jù)變形量讀數(shù)的增加,來決定載荷的增加。此外在滿足所有規(guī)定的情況下,加載的時間應(yīng)可能的短。8.7.3、如果總的伸長量是有限的,并且以相同的數(shù)量級進行彈性伸長。那么精確了解整個伸長量的彈性伸長部分非常重要。在蠕變試驗結(jié)束時,通過測量卸載時的瞬時收縮,可以很好地確定整個伸長量的彈性伸長部分。注：這種測量只適用于在試樣斷裂前就停止的試驗。8.7.4、不論試驗由何原因中斷，在試驗報告中，都應(yīng)將試驗重新開始的條件記錄下

17、來。過載時，試樣會收縮，因此我們要防止過載情況的出現(xiàn)。8.8、試驗結(jié)束后，試樣的測量8.8.1、伸長率的測量，將斷裂的試樣小心地連接起來，測量室溫下標距的長度或試樣的總長度（精確到0.2mm）。假如是驗收試驗，伸長率達到了規(guī)定的最低要求，沒有進一步測試的必要。而伸長率沒有達到最低要求，試驗必須重做。8.8.2、圓形試樣斷面收縮率的測量，將斷裂的試樣小心地連接起來，測量室溫下試樣直徑的最大值和最小值，計算出平均值（精確到0.02mm）并記錄下來。如果斷裂發(fā)生在試樣的過渡圓弧處或縮頸部分標識位置，該試驗結(jié)果不具有代表性。假如是驗收試驗，斷面收縮率達到了規(guī)定的最低要求，沒有進一步測試的必要。而斷面收

18、縮率沒有達到最低要求，試驗必須重做。9、計算9.1、應(yīng)力：應(yīng)力值等于室溫下加載的軸向力除以試樣最小橫截面積。9.2、應(yīng)變921、應(yīng)變等于伸長量除以試樣沒加載前的原始計算長度。在Section3中，明確地給出了各種應(yīng)變的定義。9.2.2、如果引伸計連接在試樣縮頸部分，那么引伸計測量長度就是兩個連接點之間的距離。9.2.3、像蠕變斷裂試驗，引伸計連接在試樣的肩部，測量的伸長量應(yīng)包括試樣的肩部及過渡圓弧到引伸計連接點的距離。對附加應(yīng)變進行修正是必要的。在同一溫度進行一系列蠕變試驗時，可以按照Thomas和Carlson的方法進行修正。否則，需用測量的伸長量除以調(diào)整后的縮頸部分的長度（見8.2.4）。

19、計算應(yīng)變的方法在驗收試驗的協(xié)議書和報告中應(yīng)清楚地說明。在報告中應(yīng)有足夠的試樣和伸長量數(shù)據(jù)，以便于讀者對試樣過渡圓弧部分的應(yīng)變進行修正。注：將過渡圓弧處的應(yīng)變作為單獨的普遍的因素進行修正是不正確的，因為過渡圓弧處的應(yīng)變隨應(yīng)力的改變而改變，并且與材料的蠕變速率和測試溫度有關(guān)。可以按照Thomas和Carlson的方法對過渡圓弧處的應(yīng)變進行修正。該方法對大多數(shù)金屬在不同應(yīng)力和不同溫度下的應(yīng)變進行了測試。在這些試驗中，主要是通過調(diào)整縮頸部分的長度來對應(yīng)變進行修正，誤差小于3%。在蠕變的第一階段，誤差比較大，甚至可以達到8%。這些誤差是基于縮頸部分長度與直徑之比為5的基礎(chǔ)上得到的。而長度與直徑之比為10

20、時，誤差就會比較大。9.2.4、試樣為小試樣時，引伸計連接在試樣的夾頭位置。標準試樣的伸長量會減少主要是由于縮頸部分沒有伸長。在兩種試樣上加載，載荷和時間相同，其不同之處在于：如果小試樣縮頸部分包括過渡圓弧，應(yīng)變等于伸長量除以縮頸部分長度。如果小試樣縮頸部分不包括過渡圓弧，按9.2.3規(guī)定的方法計算應(yīng)變。在小試樣上可以不進行這樣的試驗，因為，無論引伸計是否連在試樣的標識處，對相同規(guī)格的材料，載荷相同、溫度相同，三次試驗測得的平均值非常接近。但在報告中，應(yīng)用腳注的方式給出測量的方法。9.3、伸長率9.3.1、當在試樣上標識出標距，那么試樣有一個名義上的統(tǒng)一的有代表性的區(qū)域。伸長量等于試樣斷后標記

21、長度減去原始標距長度。伸長率等于伸長量占原始標距長度的百分比。圖1表示了伸長率的計算方法。如果標距包括過渡圓弧、肩部、螺紋，伸長率為伸長量占調(diào)整后標距長度的百分比。見圖2仁二i一punchorscribecoEioDgation=|(LrL“)L胡x100圖1：給出標距的試樣，伸長率的計算方法圖2：原始標距包括圓弧、肩部、螺紋的試樣，伸長率的計算方法9.3.2、當存在應(yīng)變的手寫記錄（從最初軸向加載時的應(yīng)變到試樣斷裂時的應(yīng)變）時，可以通過讀取伸長量的方法對應(yīng)變進行修正。這適用于韌性較差的材料。因為這種方法讀取的伸長量比從斷裂試樣上測得的伸長量小。這種方法應(yīng)該在報告中注明。9.4、斷面收縮率橫截面

22、面積的減少量等于試驗前縮頸部分的最小橫截面面積減去測試后的縮頸部分的最小橫截面面積。斷面收縮率等于橫截面面積的減少量與原始橫截面積的百分比。斷面收縮率只適用于圓形橫截面試樣。9.5、舍入除非另有規(guī)定，應(yīng)按照ASTME29進行舍入。伸長率和斷面收縮率應(yīng)四舍五入到0.5%或更小。9.6、典型蠕變曲線9.6.1、蠕變曲線或應(yīng)變與時間之間的關(guān)系曲線如圖3所示。如果曲線有一段斜率逐漸減小，其后有一段斜率逐漸增大。在斜率最小的地方劃一條切線。與切線斜率一致的蠕變曲線是蠕變的第二階段。從圖3可以得到以下結(jié)果。9.6.1.1、最小蠕變速率9.6.1.2、初始加載后所產(chǎn)生的瞬時變形9.6.1.3、蠕變第二階段開

23、始的時間9.6.1.4、蠕變第二階段結(jié)束的時間9.6.2、短時蠕變斷裂試驗中，9.6.1.3的值和9.6.1.4的值沒有明顯的差別。在這樣的試驗中，由不同時間下的蠕變速率和9.6.1.2計算值構(gòu)成的表格與蠕變曲線相比，可以提供更精確的計算結(jié)果。因此可以替代蠕變曲線。9.7、蠕變數(shù)據(jù)處理9.7.1、根據(jù)客戶的要求，利用系統(tǒng)得到的數(shù)據(jù)，可以用下面的方法進行處理。9.7.1.1、報告使用原始蠕變數(shù)據(jù)9.7.1.2、根據(jù)貝塞爾曲線擬合法或多項式曲線擬合法擬合出報告所需要的數(shù)據(jù)。注：為得到報告所需要的數(shù)據(jù)，有可能需要在按照8.6.2規(guī)定記錄數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，再插入一些記錄點。9.7.2、無論處理后的蠕變試驗

24、結(jié)果是否與技術(shù)要求相一致?？蛻艉凸?yīng)商都應(yīng)對處理數(shù)據(jù)的方法（使用原始數(shù)據(jù)、插值還是曲線擬合）達成一致。曲線擬合的方法不能用來修正蠕變應(yīng)變傳感器產(chǎn)生的誤差。眾所周知，自動化系統(tǒng)自動生產(chǎn)的蠕變曲線比按照8.6.2節(jié)規(guī)定手工記錄的數(shù)據(jù)繪出的蠕變曲線誤差要明顯，這是因為8.6.2規(guī)定了原始數(shù)據(jù)的記錄速度。9.7.3、當運用數(shù)學(xué)擬合的方法繪制沒有干擾的典型的蠕變曲線時，供應(yīng)商應(yīng)保證擬合曲線的數(shù)據(jù)真實有效。明顯的不連續(xù)的曲線變化可能是試驗重做的一個原因，但決定重做之前，應(yīng)考慮一下這種明顯的不連續(xù)的變化是不是由材料性能特征和系統(tǒng)誤差造成的。10、試驗條件確定和試驗數(shù)據(jù)處理指南10.1、試驗溫度、應(yīng)力以及最長

25、試驗時間的確定相當嚴格。為了確定材料的蠕變和持久性能，需要進行大量的試驗。重點對輔助手段進行強調(diào)也是為了使試驗結(jié)果與斷裂時間和最小蠕變速率更接近。10.2、加載后的試驗時間為1000小時左右時，需要在每個溫度點進行大量的試驗以確定變形0.1%、0.2%、0.5%、1%以及人們感興趣的變形高達5%的時間、試樣斷裂的時間以及應(yīng)力斷裂時間曲線。應(yīng)力斷裂時間曲線包括測試強度的短時點到人們所感興趣的最長時間點。為保證曲線的可靠性，應(yīng)該有足夠多的試驗點。由斷裂試驗確定的蠕變曲線，應(yīng)補充一些低應(yīng)力點，以得到總變形比較小的蠕變曲線。在雙對數(shù)坐標上作出的小變形的應(yīng)力斷裂時間曲線包括一段相當長的直線部分。盡管如此

26、，沒有另外的數(shù)據(jù)，從蠕變曲線的1000h點外推到更長的時間點，就沒有確定的依據(jù)。此外給出應(yīng)力斷裂時間數(shù)據(jù)點的伸長百分率非常有必要。10.3、蠕變試驗被廣泛用于外推在給定時間內(nèi)產(chǎn)生規(guī)定蠕變應(yīng)變的最大應(yīng)力。在不同應(yīng)力下進行蠕變試驗，可以得到0.0001%/h到0.00001%/h（0.1-0.01%/1000h）之間的最小蠕變速率。每個蠕變試驗溫度一般需要測三個以上的應(yīng)力水平點，通過應(yīng)力-蠕變速率曲線，可以推出蠕變速率為0.0001%/h及0.00001%/h的蠕變強度。通過仔細的考慮和判斷，可以確定出真實的最小蠕變速率。10.3.1、幾個溫度的應(yīng)力-蠕變速率曲線（采用雙對數(shù)坐標作圖）形成一組近似

27、平行的直線。在幾個溫度下進行蠕變試驗時，有些溫度下的應(yīng)力點可以不需要進行測量。假設(shè)蠕變速率為0.00001%/h（0.01%/h）的應(yīng)力即為100000h蠕變1%。換言之，就是假設(shè)材料都是以最小蠕變速率進行蠕變。這種假設(shè)應(yīng)該通過估計總?cè)渥兞窟M行核對。有時典型蠕變曲線的一些特征會導(dǎo)致我們對最小蠕變速率做出錯誤的判斷。通過將蠕變試驗時間延長到幾千小時，可以避免這一點。有些用戶認為蠕變強度應(yīng)該通過10000小時或更長時間的蠕變試驗進行驗證。10.4、在雙對數(shù)坐標系統(tǒng)下，同一溫度下的應(yīng)力-斷裂時間曲線近似一條直線。為了確定這條應(yīng)力-斷裂時間曲線，需要在每個斷裂時間為10n的循環(huán)周期內(nèi)測一到兩個應(yīng)力點。

28、每個溫度下應(yīng)力-斷裂時間曲線應(yīng)包括四個或四個以上應(yīng)力水平點。這些試驗點包括的時間對數(shù)范圍至少應(yīng)為外推范圍的3倍，外推應(yīng)限于以10為底的一個對數(shù)周期。（外推時間可以大于最長試驗時間的3倍，但不能超過10倍。）10.5、幾個不同溫度下的應(yīng)力-斷裂時間曲線（采用雙對數(shù)坐標作圖）近似平行。應(yīng)力-斷裂時間曲線在較高溫度下最長時間點的變化與較低溫度更長時間點的變化相似。如果曲線的斜率在較高溫度試驗時沒有變化，可以外推在較低溫度試驗時的斷裂時間。10.6、當蠕變斷裂性能被定義為溫度的函數(shù)時，應(yīng)進行足夠多的溫度點測試，試驗溫度應(yīng)覆蓋材料的使用溫度。通常至少需要測三個溫度點。10.7、目前還沒有公認的對超過試驗

29、溫度和時間的蠕變斷裂數(shù)據(jù)進行外推的方法。參數(shù)法是一種值得考慮的方法。使用這種方法已經(jīng)獲得了很多的經(jīng)驗。利用外推數(shù)據(jù)進行壽命預(yù)測時，參數(shù)法是一種非常有用的方法。10.8、L-M參數(shù)法是利用應(yīng)力和斷裂時間的相互關(guān)聯(lián)，通過一系列溫度試驗，建立起應(yīng)力和參數(shù)的關(guān)系。參數(shù)P(O)=(T+460)(log0t+20),T為試驗溫度，t為斷裂時間。對大多數(shù)材料，L-M參數(shù)都是合適的。利用四個或四個以上短時試驗數(shù)據(jù)可以估計材料在更寬范圍內(nèi)的斷裂性能。在較高溫度進行試驗，可以外推較低溫度的斷裂時間。10.9、由Haferd和Manson建立的應(yīng)力和參數(shù)的關(guān)系式為：P(O)=(T-T)/(logt-logt)，其中

30、T為測試溫度，t為斷裂時間，T和taaaa是常數(shù)，相當于在不同應(yīng)力下的斷裂數(shù)據(jù)點以T和logt為坐標繪制的直線延伸后與坐標軸的交點所對應(yīng)的橫坐標和縱坐標。推薦的斷裂時間為30-300h。由M-H參數(shù)法確定的綜合參數(shù)曲線比L-M參數(shù)法所需要的測試點要多。換言之，就是M-H參數(shù)法的兩個常數(shù)比L-M參數(shù)法的一個常數(shù)外推出的長時數(shù)據(jù)更準確。10.10、當蠕變試驗的目的是在給定時間內(nèi)產(chǎn)生規(guī)定的變形時，可以由高溫短時蠕變試驗數(shù)據(jù)用參數(shù)法外推出試驗所需要的應(yīng)力。產(chǎn)生規(guī)定變形的時間可以由10.8和10.9中的斷裂時間替代。10.11、眾所周知，蠕變速率、給定的總變形、斷裂時間對試驗材料和試驗條件非常敏感。對材

31、料進行評價時，應(yīng)注意材料的這些性能。性能的測量應(yīng)使用穩(wěn)定可靠的數(shù)據(jù)，試驗結(jié)果應(yīng)具有再現(xiàn)性。11、報告和試驗記錄11.1、對任何試驗而言，完整的書面報告是必須的。長時數(shù)據(jù)是非常寶貴的，且不容易通過試驗獲得。一些試驗結(jié)果是有許多人經(jīng)過好幾年的試驗獲得的。試驗過程中，設(shè)備和常用的試驗步驟會發(fā)生變化。為補償這些變化，一份詳細的報告是必須的。11.2、報告應(yīng)盡可能多的包含我們能得到的一切信息。11.3、應(yīng)力斷裂試驗報告應(yīng)包含下面這些信息：11.3.1、合金類型11.3.2、試樣描述（包括制造工藝）11.3.3、產(chǎn)品質(zhì)保書11.3.4、熱處理制度11.3.5、試驗溫度11.3.6、試驗應(yīng)力11.3.7、試

32、樣尺寸11.3.7.1、對于圓試樣，給出試樣的直徑11.3.7.2、對于矩形試樣，給出試樣的寬度和厚度11.3.7.3、標距長度（四倍直徑或五倍直徑）11.3.7.4、調(diào)整后的標距長度（假如對標距進行了調(diào)整）11.3.7.5、試樣標識部位之間的距離（假如在試樣的凸肩位置做了標識）11.3.7.6、縮頸部分長度11.3.8、試驗持續(xù)時間11.3.9、最大伸長量，并注明使用下面那種方法測量的11.3.9.1、根據(jù)試樣標距長度測量出的伸長率11.3.9.2、根據(jù)試樣調(diào)整后的標距長度測量出的伸長率11.3.9.3、根據(jù)試樣凸肩標識部位長度測量出的伸長率11.3.10、圓試樣的斷面收縮率，并記錄下表面腐

33、蝕對斷面收縮率的影響。11.3.11、試樣的斷裂位置，特別要注意斷標外和斷在試樣中心的情況。11.4、應(yīng)力斷裂現(xiàn)象應(yīng)該按照下列方式進行特征化11.4.1、在1，10，100，1000，10000，100000h斷裂的應(yīng)力11.5、蠕變斷裂試驗報告應(yīng)包含下面這些信息：11.5.1、合金類型11.5.2、試樣描述（包括制造工藝）11.5.3、產(chǎn)品質(zhì)保書11.5.4、熱處理制度11.5.5、試驗溫度11.5.6、試驗應(yīng)力11.5.7、試樣尺寸11.5.7.1、對于圓試樣，給出試樣的直徑11.5.7.2、對于矩形試樣，給出試樣的寬度和厚度11.5.7.3、標距長度（四倍直徑或五倍直徑）11.5.7.4

34、、調(diào)整后的標距長度（假如對標距進行了調(diào)整）11.5.7.5、試樣標識部位之間的距離（假如在試樣的凸肩位置做了標識）11.5.7.6、縮頸部分長度11.5.8、引伸計的連接部位：試樣縮頸部分或試樣的凸肩位置11.5.9、加載后的數(shù)據(jù)：加載過程中變形的增加，彈性模數(shù)，試驗中出現(xiàn)的不正?，F(xiàn)象，可以觀察到的引伸計伸長量。11.5.10、加載后的總變形11.5.11、試樣斷裂前，卸載后的彈性收縮11.5.12、最長試驗時間11.5.13、試驗室的平均溫度11.5.14、試驗室的濕度11.5.15、超過溫差限制的溫度漂移，包括最高溫度和最低溫度11.6、蠕變試驗結(jié)果有好幾種表示方式，采用那種表示方式取決于蠕變試驗的目的11.6.1、應(yīng)變：常用總應(yīng)變-時間或蠕變應(yīng)變-時間對數(shù)坐標曲線表示下面指標，如果存在應(yīng)變記錄表，則不需要坐標圖。11.6.2、總變形為0.1，0.2，0.5，2.0，5.0%時的時間11.6.3、如果試驗進行到第三蠕變階段：（1）最小蠕變速率（/h）；（2）在最小蠕變速率處做一條切線，切線與應(yīng)變軸的交點處的應(yīng)變值。（3）