高温强度和断裂全解课件

第六章材料的高温强度与断裂高温结构材料的应用领域航空、航天能源化工●高温对材料力学性能影响的总体趋势强度下降塑性增加时间效应高温的含义般用“约比温度”(即T/Tm)来描述。当T/Tm>0.4~0.5时为高温;反之则为低温第六章材料的高温强度与断裂1第一节高温蠕变性能材料在长时间的恒温、恒载荷作用下缓慢地产生塑性变形的现象称为蠕变,由这种变形而最后导致材料的断裂称为蠕变断裂。、蠕变的一般规律、蠕变曲线可由蠕变曲线描述,般分为三个阶段减速蠕变(过渡蠕变)·恒速蠕变(稳定蠕变)图7-1金属、陶瓷的蠕变曲线加速蠕变(失稳蠕变)蠕变量z与时间t的关系为E=E0+f()+Dt+(t)第一节高温蠕变性能22、应力大小及温度对蠕变曲线的影响时间时间t图7-2应力和温度对蠕变曲线影响示意图·当减小应力或降低温度时,蠕变第Ⅱ阶段延长,甚至不出现第Ⅲ阶段当增加应力或提髙温度时,蠕变第Ⅱ阶段缩短,甚至消失试样经减速蠕变阶段后很快进入加速蠕变阶段而断裂。2、应力大小及温度对蠕变曲线的影响33、温度及应力对蠕变速率的影响1)温度的影响大量实验表明,稳态蠕变速率对数与绝对温度的倒数呈线性关系因此,稳态蠕变速率与温度的关系可表示为如下的阿累尼乌斯关系E,=A,exp_e式中,Q,一蠕变表观激活能。表41各种金属的Q和Q值材料Q/evQsveVOev5535,1.524.I-4.63-3.22.9-3.1:表中Q,为自扩散激活能,可见它与表观激活能很相近,说明蠕变和扩散过程紧密相关。3、温度及应力对蠕变速率的影响42)应力的影响大量实验表明,稳态蠕变速率与应力的双对数呈线性关系,如右图所示。在较低的应力下,可写为如下幂律蠕变形式:8=A式中,n一稳态蠕变速度应力指数在较高应力水平下,幂律蠕变规律失效,650此时可用指数函数来近似表示A,expO综合温度和应力的影响,有:图4.3Fe-24Cr-4A合金稳态明变速8.=A,gex1RTDGh式中,D一自扩散系数;G-切变模量;b一位错柏氏矢量;k一波尔兹曼常数2)应力的影响5高温强度和断裂全解课件6高温强度和断裂全解课件7高温强度和断裂全解课件8高温强度和断裂全解课件9高温强度和断裂全解课件10高温强度和断裂全解课件11高温强度和断裂全解课件12高温强度和断裂全解课件13高温强度和断裂全解课件14高温强度和断裂全解课件15高温强度和断裂全解课件16高温强度和断裂全解课件17高温强度和断裂全解课件18高温强度和断裂全解课件19高温强度和断裂全解课件20高温强度和断裂全解课件21高温强度和断裂全解课件22高温强度和断裂全解课件23高温强度和断裂全解课件24高温强度和断裂全解课件25高温强度和断裂全解课件26高温强度和断裂全解课件27高温强度和断裂全解课件28高温强度和断裂全解课件29高温强度和断裂全解课件30高温强度和断裂全解课件31高温强度和断裂全解课件32高温强度和断裂全解课件33高温强度和断裂全解课件34高温强度和断裂全解课件35高温强度和断裂全解课件36高温强度和断裂全解课件37高温强度和断裂全解课件38高温强度和断裂全解课件39高温强度和断裂全解课件40高温强度和断裂全解课件41高温强度和断裂全解课件42高温强度和断裂全解课件43高温强度和断裂全解课件44高温强度和断裂全解课件45高温强度和断裂全解课件46高温强度和断裂全解课件47高温强度和断裂全解课件48高温强度和断裂全解课件49高温强度和断裂全解课件50高温强度和断裂全解课件51高温强度和断裂全解课件52高温强度和断裂全解课件53高温强度和断裂全解课件54高温强度和断裂全解课件55高温强度和断裂全解课件56高温强度和断裂全解课件57高温强度和断裂全解课件58高温强度和断裂全解课件59高温强度和断裂全解课件60高温强度和断裂全解课件61第六章材料的高温强度与断裂高温结构材料的应用领域航空、航天能源化工●高温对材料力学性能影响的总体趋势强度下降塑性增加时间效应高温的含义般用“约比温度”(即T/Tm)来描述。当T/Tm>0.4~0.5时为高温;反之则为低温第六章材料的高温强度与断裂62第一节高温蠕变性能材料在长时间的恒温、恒载荷作用下缓慢地产生塑性变形的现象称为蠕变,由这种变形而最后导致材料的断裂称为蠕变断裂。、蠕变的一般规律、蠕变曲线可由蠕变曲线描述,般分为三个阶段减速蠕变(过渡蠕变)·恒速蠕变(稳定蠕变)图7-1金属、陶瓷的蠕变曲线加速蠕变(失稳蠕变)蠕变量z与时间t的关系为E=E0+f()+Dt+(t)第一节高温蠕变性能632、应力大小及温度对蠕变曲线的影响时间时间t图7-2应力和温度对蠕变曲线影响示意图·当减小应力或降低温度时,蠕变第Ⅱ阶段延长,甚至不出现第Ⅲ阶段当增加应力或提髙温度时,蠕变第Ⅱ阶段缩短,甚至消失试样经减速蠕变阶段后很快进入加速蠕变阶段而断裂。2、应力大小及温度对蠕变曲线的影响643、温度及应力对蠕变速率的影响1)温度的影响大量实验表明,稳态蠕变速率对数与绝对温度的倒数呈线性关系因此,稳态蠕变速率与温度的关系可表示为如下的阿累尼乌斯关系E,=A,exp_e式中,Q,一蠕变表观激活能。表41各种金属的Q和Q值材料Q/evQsveVOev5535,1.524.I-4.63-3.22.9-3.1:表中Q,为自扩散激活能,可见它与表观激活能很相近,说明蠕变和扩散过程紧密相关。3、温度及应力对蠕变速率的影响652)应力的影响大量实验表明,稳态蠕变速率与应力的双对数呈线性关系,如右图所示。在较低的应力下,可写为如下幂律蠕变形式:8=A式中,n一稳态蠕变速度应力指数在较高应力水平下,幂律蠕变规律失效,650此时可用指数函数来近似表示A,expO综合温度和应力的影响,有:图4.3Fe-24Cr-4A合金稳态明变速8.=A,gex1RTDGh式中,D一自扩散系数;G-切变模量;b一位错柏氏矢量;k一波尔兹曼常数2)应力的影响66高温强度和断裂全解课件67高温强度和断裂全解课件68高温强度和断裂全解课件69高温强度和断裂全解课件70高温强度和断裂全解课件71高温强度和断裂全解课件72高温强度和断裂全解课件73高温强度和断裂全解课件74高温强度和断裂全解课件75高温强度和断裂全解课件76高温强度和断裂全解课件77高温强度和断裂全解课件78高温强度和断裂全解课件79高温强度和断裂全解课件80高温强度和断裂全解课件81高温强度和断裂全解课件82高温强度和断裂全解课件83高温强度和断裂全解课件84高温强度和断裂全解课件85高温强度和断裂全解课件86高温强度和断裂全解课件87高温强度和断裂全解课件88高温强度和断裂全解课件89高温强度和断裂全解课件90高温强度和断裂全解课件91高温强度和断裂全解课件92高温强度和断裂全解课件93高温强度和断裂全解课件94高温强度和断裂全解课件95高温强度和断裂全解课件96高温强度和断裂全解课件97高温强度和断裂全解课件98高温强度和断裂全解课件99高温强度和断裂全解课件100高温强度和断裂全解课件101高温强度和断裂全解课件102高温强度和断裂全解课件103高温强度和断裂全解课件104高温强度和断裂全解课件105高温强度和断裂全解课件106高温强度和断裂全解课件107高温强度和断裂全解课件108高温强度和断裂全解课件109高温强度和断裂全解课件110高温强度和断裂全解课件1