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1、金属高温机械性能,古典力学:,弹性、塑性与时间没有关系 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 长期在高温下运转,20#钢,工作温度450,短时,b: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 Relaxation,高温新特性 不断变形(应力恒定) 强度与时间有关,只要涉及高温,就应注意:,不能简单采
2、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,长时间的恒温、恒应力, 小于屈服强度, 缓慢产生 塑性变形蠕变。 导致的断裂蠕变断裂,Creep造成,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,Ta,W,Mo,Fe,Ni,塑性: 应变速率 载荷作用时间 塑性下降,Ni,Ta,Fe,Mo,W,高温应力松驰: 高温长时间下紧固螺栓, 预紧力逐渐,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,T/Tm 比较不同温度下材料的力学行为的方法,0.5,视为高温, 此时必须考虑蠕变和应力松弛 但,一般工程上0.3就必须考虑蠕变 Tm材料的熔点,金属:T0.3-0.4Tm ; 陶瓷: T0.4-0.5Tm; 高分子材料TTg,等强温度TE,晶界,晶粒,TE,变形速率对TE的影响,TE1,TE2,晶界,晶粒,低速,高速,蠕变,用蠕变曲线描述,0,0,a,高温下,位错攀移垂直滑移面运动,1.温度
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