《金屬力學(xué)性能測(cè)試》課件-金屬蠕變

1.金屬的蠕變概述《金屬力學(xué)性能測(cè)試》金屬蠕變概述燃?xì)廨啓C(jī)高溫鍋爐航空發(fā)動(dòng)機(jī)化工容器金屬蠕變概述燃?xì)鉁u輪離心力和伸長方向渦輪外環(huán)渦輪葉片金屬蠕變概述渦輪葉片的蠕變變形蠕變定義它是指金屬材料在一定的溫度和應(yīng)力作用下，隨時(shí)間發(fā)生緩慢而連續(xù)的塑性變形的現(xiàn)象。金屬蠕變概述渦輪葉片的蠕變變形蠕變現(xiàn)象需要三個(gè)方面的因素溫度應(yīng)力時(shí)間溫度越高、應(yīng)力越大、作用時(shí)間越長，則金屬蠕變現(xiàn)象越明顯?！拜p合金”金屬蠕變概述溫度對(duì)于不同的金屬，發(fā)生蠕變現(xiàn)象需要的溫度遵循一定的規(guī)律，研究表明，當(dāng)溫度達(dá)到0.3Tm（Tm為金屬材料的熔點(diǎn)溫度）以上時(shí)，就會(huì)發(fā)生蠕變現(xiàn)象。“耐熱鋼”“碳鋼”“鉛”“合金鋼”蠕變溫度＞600℃蠕變溫度300～500℃蠕變溫度50～150℃熔點(diǎn)327℃（即600K）室溫20℃≈0.5Tm鉛蠕變溫度300～400℃金屬蠕變概述塑性材料典型拉伸曲線抗拉強(qiáng)度屈服強(qiáng)度彈性極限（伸長）（應(yīng)力）金屬蠕變概述蒸汽管道渦輪葉片金屬材料的蠕變現(xiàn)象，它對(duì)于理解和預(yù)測(cè)金屬材料在高溫環(huán)境下的長期性能至關(guān)重要。金屬蠕變概述千里之行，始于足下九層之臺(tái)，起于累土金屬蠕變概述力量和勇氣溫度時(shí)間應(yīng)力金屬蠕變概述蠕變曲線是描述材料蠕變行為的一種圖形表示，它展示了材料在恒定溫度和應(yīng)力條件下，應(yīng)變隨時(shí)間的變化情況。這種變化是通過應(yīng)變（或變形量）與時(shí)間之間的函數(shù)關(guān)系來表現(xiàn)的。金屬蠕變概述金屬蠕變概述典型蠕變曲線蠕變速度金屬蠕變概述蠕變曲線的三個(gè)階段并非在所有情況下都清晰可見。只有當(dāng)溫度和應(yīng)力處于適宜的范圍時(shí)，蠕變曲線才會(huì)呈現(xiàn)出這三個(gè)階段的明顯特征。恒定溫度下恒定應(yīng)力下金屬的蠕變概述做良心檢測(cè)，出公正報(bào)告。2.金屬蠕變變形和斷裂機(jī)制《金屬力學(xué)性能測(cè)試》蠕變變形（高溫+應(yīng)力）金屬蠕變變形和斷裂機(jī)制金屬蠕變變形和斷裂機(jī)制金屬蠕變變形三種機(jī)制位錯(cuò)滑移晶界滑動(dòng)擴(kuò)散作用位錯(cuò)蠕變機(jī)制發(fā)生條件溫度較低（＜0.5Tm）應(yīng)力較高位錯(cuò)蠕變機(jī)制主要發(fā)生在溫度較低、應(yīng)力較高的情況下，多數(shù)工業(yè)用的抗蠕變合金在服役條件下其變形機(jī)制屬于位錯(cuò)蠕變機(jī)制。位錯(cuò)滑移示意圖晶界滑動(dòng)蠕變機(jī)制在常溫環(huán)境中，晶界的形變幾乎微不足道，通常不予考慮；而高溫下晶界滑動(dòng)蠕變對(duì)蠕變變形的貢獻(xiàn)更多。晶界滑動(dòng)和遷移示意圖晶界滑動(dòng)蠕變機(jī)制特點(diǎn)晶界的變形機(jī)制涉及交替的滑動(dòng)與遷移行為?；瑒?dòng)直接貢獻(xiàn)于整體形變，而遷移雖不直接增加變形量，卻能有效清除滑動(dòng)造成的局部畸變，為后續(xù)的晶界滑動(dòng)鋪平道路，從而促進(jìn)蠕變過程的持續(xù)進(jìn)行。擴(kuò)散蠕變機(jī)制在高溫條件下大量原子和空位定向移動(dòng)造成的。發(fā)生條件溫度較低（＜0.6-0.7Tm）應(yīng)力較低鎳基合金陶瓷材料基于空位與原子遷移導(dǎo)致的漸進(jìn)式變形機(jī)制擴(kuò)散蠕變機(jī)制擴(kuò)散蠕變機(jī)制蠕變斷裂失效航空發(fā)動(dòng)機(jī)葉片航空發(fā)動(dòng)機(jī)葉片蠕變斷裂又有何特點(diǎn)？擴(kuò)散蠕變機(jī)制高溫合金蠕變斷裂（沿晶斷裂）斷口微觀形貌蠕變斷裂機(jī)制晶粒交會(huì)處因晶界滑動(dòng)產(chǎn)生裂紋示意圖（A、B、C為相鄰三晶粒，箭頭為晶界移動(dòng)方向）裂紋成核有兩種類型（1）裂紋成核于三晶粒交會(huì)處蠕變斷裂機(jī)制裂紋成核有兩種類型（2）裂紋成核分散于晶界上約90°蠕變裂紋的形核和擴(kuò)展過程示意圖1.形核2.分散長大3.橫向裂紋的形成4.曲折裂紋的形成5.曲折裂紋的連接應(yīng)力應(yīng)力應(yīng)力應(yīng)力6.蠕變斷裂蠕變斷裂機(jī)制裂紋的形核與擴(kuò)展和位錯(cuò)變