金属高温机械性能.ppt

金属高温机械性能金属高温机械性能古典力学古典力学：弹性、塑性与弹性、塑性与时间时间没有没有关系关系瞬时行为（瞬时行为（instantaneouslyinstantaneously）高温力学性能：高温力学性能：与时间（与时间（t t）相关性）相关性T Time Dependentime Dependent高压蒸汽锅炉高压蒸汽锅炉汽（燃气）轮机汽（燃气）轮机柴油机柴油机化工炼油设备化工炼油设备航空发动机航空发动机长期长期在在高温高温下运转下运转2020#钢，工作温度钢，工作温度450450短时短时，b b：320320MPaMPa225MPa225MPa下，持续下，持续300h300h断裂断裂，穿晶穿晶115MPa115MPa下，持续下，持续10000h10000h断裂断裂，沿晶沿晶温度对应力温度对应力-应变曲线的影响应变曲线的影响-196-1962525400400高温下，材料通常：高温下，材料通常：蠕变蠕变CreepCreep应力松弛应力松弛Stress RelaxationStress Relaxation高温高温新新特性特性不断变形（应力恒定）不断变形（应力恒定）强度与时间有关强度与时间有关只要涉及高温，就应注意：只要涉及高温，就应注意：不能简单采用室温短时的不能简单采用室温短时的应力应力-应变曲线应变曲线必须考虑温度和时间（也必须考虑温度和时间（也即应变速率）的影响即应变速率）的影响？蠕变？蠕变CreepCreep：应力应力恒定恒定，材料在应力的材料在应力的持续持续作用下，作用下，不断变形不断变形的现象的现象 长时间长时间的恒温恒温、恒应力恒应力，小于屈服强度，缓慢缓慢产生塑性变形塑性变形蠕变。导致的断裂蠕变断裂CreepCreep造成造成强度：强度：随载荷随载荷作用时间作用时间的的 、产生产生一定变形速率一定变形速率(或或变形量变形量)形变（及断裂）抗力形变（及断裂）抗力 TaWMoFeNi塑性塑性：应变速率应变速率 载荷作用时间载荷作用时间 塑性下降塑性下降 NiTaFeMoW高温应力松驰：高温应力松驰：高温高温长时间长时间下紧固螺下紧固螺栓，栓，预紧力逐渐预紧力逐渐疲劳损伤疲劳损伤 高温疲劳高温疲劳强度强度可知T T对材料性能影响很对材料性能影响很大大T T和和t t影响材料的断裂影响材料的断裂形式形式约比温度约比温度T/TT/Tm m比较比较不同温度下不同温度下材料材料的力学行为的方法的力学行为的方法0.50.5，视为高温，视为高温，此时必须考虑此时必须考虑蠕变蠕变和和应应力松弛力松弛但，一般工程上但，一般工程上0.30.3就就必须考虑必须考虑蠕变蠕变uT Tm m材料的熔点材料的熔点金属：金属：T0.3-0.4Tm;T0.3-0.4Tm;陶瓷：陶瓷：T0.4-0.5TmT0.4-0.5Tm；高分子材料高分子材料TTgTTg等强温度等强温度T TE E晶界晶界晶粒晶粒TE变形速率变形速率对对T TE E的影响的影响TE1TE2晶界晶界晶粒低速低速高速蠕变蠕变用用蠕变曲线蠕变曲线描述描述00abcda高温下高温下,位错位错攀移攀移垂直滑移面运动垂直滑移面运动 1.温度对金属材料的机械性能影响很大。2.温度和时间还影响金属材料的断裂形式等强温度等强温度