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高温蠕变与疲劳-PPT精品
一、高温蠕变
1、蠕变现象和蠕变曲线
2、蠕变极限和持久强度
3、蠕变断裂
4、蠕变断裂机制图
二、高温疲劳
一、高温蠕变
1、蠕变现象和蠕变曲高温蠕变与疲劳-PPT精品
一、高温蠕变
1、蠕变现象和蠕变曲线
2、蠕变极限和持久强度
3、蠕变断裂
4、蠕变断裂机制图
二、高温疲劳
一、高温蠕变
1、蠕变现象和蠕变曲线
当温度T≥(~)Tm(Tm为熔点，单位为K)时，金属材料在恒载荷的持续作用下，发生与时间相关的塑性变形，称为蠕变。
相应的应变与时间关系曲线称为蠕变曲线。
。
典型蠕变曲线
oa线段是施加外载荷后试样的瞬时应变0，不属于蠕变；
曲线abcd表明应变是随时间增长逐渐产生的，称为蠕变；蠕变曲线上任一点的斜率表示该点的蠕变速率，用 表示。
根据蠕变速率的变化情况可以将蠕变过程分为三个阶段：
ab段为蠕变第一阶段，其蠕变速率随时间而逐渐减小，故又称为减速蠕变阶段；
bc段为蠕变第二阶段，又称恒速蠕变或稳态蠕变阶段，即其蠕变速率保持恒定；
蠕变第三阶段(cd段)的蠕变速率随时间延长急剧增大直至断裂，称为加速蠕变阶段。
蠕变曲线各阶段持续时间的长短随材料和试验条件而变化。 ：
应力和温度对蠕变曲线影响示意图
a）等温曲线（σ4＞σ3＞σ2＞σ1） b）等压力曲线（T4＞T3＞T2＞T1）
2、蠕变极限和持久强度
蠕变极限是高温长时期载荷下材料对变形的抗力指标，是高温强度设计的重要依据。它有两种表示方法。
一种是在给定温度下，规定时间内产生一定蠕变总量的应力值，以
(MPa)表示。
另一种是在一定温度下，产生规定的稳态蠕变速率的应力值，以
(MPa)表示。
蠕变极限适用于失效方式为过量变形的那些高温零部件。
持久强度是材料抵抗蠕变断裂的能力。它是在一定温度下，规定时间内使材料断裂的最大应力值，以 表示。
对于锅炉、管道等构件。其主要破坏方式是断裂而不是变形，设计这类构件就要采用持久强度指标。

持久塑性是材料承受蠕变变形能力的大小，用蠕变断裂时的相对伸长率和相对断面收缩率表示。
第二种模型 ：
空位聚集形成空洞
断裂机制图 ：
影响蠕变断裂机制的最重要因素是应力、温度和加载速率，因此，断裂机制图的纵坐标通常为规范化流变应力fl/E，横坐标为断裂时间tf或相对温度T/Tm。
Nimonic 80A合金断裂机制图

二、高温疲劳
高温疲劳涉及疲劳、蠕变和环境影响等几个与时间有关的过程的交互作用，这些过程在高温疲劳损伤中的相对作用随具体材料而异。
材料在高温下的疲劳行为，除了与循环应力有关，还与材料的化学成分、显微组织和环境等因素有很大关系。
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