什么是金属材料的蠕变断裂,分为哪几个过程?
金属材料在蠕变过程中可发生不同形式的断裂,按照断裂时塑性变形量大小的顺序,可以讲蠕变断裂分为如下类型: 延缩性断裂主要发生在高温(T > 0.6 Tm )条件下。这种断裂过程总伴随着动态再结晶,在晶粒内不断产生细小的新晶粒。
金属材料的蠕变断裂
单向拉伸蠕变实验是蠕变计算的基础实验。施加载荷可分为
图1 蠕变曲线示意图
恒应力和恒位移。恒应力实验可以测得蠕变曲线,恒位移载荷可以测定应力松弛曲线。以应变量为纵坐标,时间为横坐标记录实验数据可得出蠕变曲线。如图1所示,单轴拉伸的蠕变曲线可以分为三个阶段:
(1)第一阶段,初始蠕变阶段。位错微观结构不断扩展使应变速率不断降低。
(2)第二阶段,稳态蠕变阶段。变形与回复机制达到平衡,产生了稳定的应变速率。蠕变速率变为常数,最小蠕变速率出现在此阶段。
(3)第三阶段,加速蠕变阶段。有效横截面的降低促使应变速率持续增长,直到断裂失效。
蠕变断裂机理
载荷加载瞬间产生了一个弹性应变,随后经历上述的三个阶段。其中稳态蠕变阶段变形过程时间最长,占了整个蠕变寿命的大部分。科学研究也主要集中在第二阶段的蠕变行为。
金属材料在蠕变过程中可发生不同形式的断裂,按照断裂时塑性变形量大小的顺序,可将蠕变断裂分为如下三个类型:沿晶蠕变断裂、穿晶蠕变断裂、延缩性断裂。
沿晶蠕变断裂
沿晶蠕变断裂是常用高温金属材料(如耐热钢、高温合金等)蠕变断裂的一种主要形式。主要是因为在高温、低应力较长时间作用下,随着蠕变不断进行,晶界滑动和晶界扩散比较充分,促进了空洞、裂纹沿晶界形成和发展。在垂直于拉应力的晶界上,当应力水平超过临界值时,通过空位聚集的方式形成空洞。空洞核心一旦形成,在拉应力作用下,空位由晶内或沿晶界继续向空洞处扩散,使空洞长大并相互连接形成裂纹。
穿晶蠕变断裂
穿晶蠕变断裂主要发生在高应力条件下。其断裂机制与室温条件下的韧性断裂类似,是空洞在晶粒中夹杂物处形成,并随蠕变进行而长大、汇合的过程。
延缩性蠕变断裂
延缩性断裂主要发生在高温 (T>0.6Tm)条件下。这种断裂过程总伴随着动态再结晶,在晶粒内不断产生细小的新晶粒。由于晶界面积不断增大,空位将均匀分布,从而阻碍空洞的形成和长大。因此,动态再结晶抑制沿晶断裂。晶粒大小与应变量成反比。如右图所示,在缩颈处晶粒要细得多,缩颈可伴随动态再结晶一直进行到截面积减小为零时为止。
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。
什么是金属的蠕变
金属材料长期在不变的温度和不变的应力作用下,发生缓慢的塑性变形的现象,称为蠕变。对于一般金属,蠕变现象只有在高温条件下才明显表现出来。但是,某些金属,如铅、锡及它们的合金,在常温条件下,也能表现出蠕变现象。产生蠕变所需的应力,甚至可以小于材料的弹性极限。蠕变现象的产生,是由三个方面的...
什么是金属的蠕变
金属的蠕变蠕变:金属材料在保持应力不变的条件下,应变随时间延长而增加的现象。蠕变与塑性变形不同,塑性变形通常在应力超过弹性极限之后才出现,而蠕变只要应力的作用时间相当长,它在应力小于弹性极限施加的力时也能出现。许多材料(如金属、塑料、岩石和冰)在一定条件下都表现出蠕变的性质。由于蠕变,...
什么是金属的蠕变
所谓蠕变,就是指金属材料在恒温、恒载荷的长期作用下缓慢的产生塑性变形的现象。在高温条件下,蠕变对构件产生的影响十分显著。由于施加应力方式的不同,可分为高温压缩蠕变、高温拉伸蠕变、高温弯曲蠕变和高温扭转蠕变。一般常利用蠕变极限、持久强度等指标来描述材料的蠕变性能。
什么是金属材料的蠕变现象
蠕变是指在力的作用下,固体材料发生的缓慢的永久性的变形的现象。往往是应力低于材料屈服强度并且经过长时间作用的结果。当材料长时间处于高温时,蠕变会更加剧烈,蠕变常常随着温度升高而加剧。这种变形的速率与材料性质、加载时间、加载温度和加载结构应力有关。金属材料的蠕变现象就是金属材料在高温下发生...
什么是蠕变,它对钢的性能有什么影响?
金属在高温和应力作用下逐渐产生塑性变形的现象叫蠕变。对钢的性能影响:钢的蠕变可以看成为缓慢的屈服。由于蠕变产生塑性变形,使应力发生变化,甚至整个钢件中的应力重新分布。钢件的塑性不断增加,弹性变形随时间逐渐减少。蠕变使得钢的强度、弹性、塑性、硬度、冲击韧性下降。
什么是金属材料的蠕变断裂,分为哪几个过程?
沿晶蠕变断裂是常用高温金属材料(如耐热钢、高温合金等)蠕变断裂的一种主要形式。主要是因为在高温、低应力较长时间作用下,随着蠕变不断进行,晶界滑动和晶界扩散比较充分,促进了空洞、裂纹沿晶界形成和发展。在垂直于拉应力的晶界上,当应力水平超过临界值时,通过空位聚集的方式形成空洞。空洞核心一旦...
材料的高温蠕变是什么
蠕变是指固体材料在力的作用下缓慢而永久的变形。往往是应力低于材料的屈服强度,时间长了之后的结果。当材料长时间处于高温时,蠕变会更加剧烈,蠕变往往会随着温度的升高而增大。这种变形的速率与材料特性、加载时间、加载温度和加载结构应力有关。金属材料的蠕变是金属材料在高温下的缓慢永久变形。例如,...
什么是蠕变与应力松弛
许多材料(如金属、塑料、岩石和冰)在一定条件下都表现出蠕变的性质。由于蠕变,材料在某瞬时的应力状态,一般不仅与该瞬时的变形有关,而且与该瞬时以前的变形过程有关。许多工程问题都涉及蠕变。在维持恒定变形的材料中,应力会随时间的增长而减小,这种现象为应力松弛,它可理解为一种广义的蠕变。应力...
什么是蠕变
蠕变是许多材料,特别是金属和聚合物,在长时间持续应力或载荷作用下的典型反应。这种变形是缓慢的、连续发生的,并且与加载时间有关。蠕变变形与弹性变形和塑性变形不同,它不会在去除外力后立即消失。即使在恒定的应力下,材料也会持续产生缓慢的变形,这种变形会随着时间的推移逐渐累积。蠕变的原因 蠕变...
什么是蠕变?影响蠕变的因素是什么?
蠕变是指材料在持续应力或持续载荷的作用下,随时间变化发生的缓慢变形现象。以下是关于蠕变的 蠕变的概念:蠕变是材料的一种时间依赖性质,表现为在恒定载荷和温度下,材料的形变随时间逐渐增加的现象。这种变形是永久性的,不可恢复的。许多金属、塑料、橡胶和其他材料都会表现出蠕变特性。影响蠕变的因素:...
陈没河云可: 金属材料长期在不变的温度和不变的应力作用下,发生缓慢的塑性变形的现象,称为蠕变.对于一般金属,蠕变现象只有在高温条件下才明显表现出来.但是,某些金属,如铅、锡及它们的合金,在常温条件下,也能表现出蠕变现象.产生蠕变...
黄陂区17516114643: 蠕变的蠕变断裂机理 - ?
陈没河云可: 金属材料在蠕变过程中可发生不同形式的断裂,按照断裂时塑性变形量大小的顺序,可以讲蠕变断裂分为如下类型: 延缩性断裂主要发生在高温(T > 0.6 Tm )条件下.这种断裂过程总伴随着动态再结晶,在晶粒内不断产生细小的新晶粒.由于晶界面积不断增大,空位将均匀分布,从而阻碍空洞的形成和长大.因此,动态再结晶抑制沿晶断裂.晶粒大小与应变量成反比. 目前,蠕变理论、蠕变断裂的微观机制以及蠕变和工程构件其他失效形式的相互作用的研究仍不成熟,有待今后继续深入 .
黄陂区17516114643: 什么叫蠕变? - ?
陈没河云可: 金属材料长期处于高温条件下,在低于屈服点的应力作用下,缓慢而持续不断地增加材料塑性变形的过程叫蠕变.
黄陂区17516114643: 金属材料的变形有哪两种? - ?
陈没河云可: 应该是三种吧?弹性变形、塑性变形、蠕变三种. 弹性变形:是在外力作用下产生变形,如果将外力去除后,物体能够完全恢复它原来的形状和尺寸的变形. 塑性变形:是材料在外力作用下产生形变,而在外力去除后不能恢复而保留下来的的那部分变形 . 蠕变:是在应力作用下,材料缓慢发生永久性的变形.它的发生是低于材料屈服强度的应力长时间作用的结果. 或者是从工艺角度说的变形? 热变形:如锻造、热轧?热挤压之类的? 冷变形:如冲压、冷挤压、冷镦之类的? 最好你说明一下这个变形是从那个方面说的,那个角度说的.
黄陂区17516114643: 什么叫热应力?什么是金属的蠕变?什么是全属的热冲击?,什么是全属的热疲劳? - ?
陈没河云可: 物体内部温度变化时,只要物体不能自由伸缩,或其内部彼此约束;则在物体内部产生应力,这种应力称之为热应力. 金属在高温下,即使其所受的应力低于金属在该温度下屈服点,只要在高温下长期工作,也会发生缓慢的、连续的,不可恢复的塑性变形、这种现象称为金属的蠕变, 金属材料受到急剧的加热和冷却时,其内部将产生很大的温差,从而引起很大的冲击热应力,这种现象称为全属的热冲击. 当金属零部件被反复加热和冷却时,其内部将产主交变热应力,在此交变热应力反复作用下零部件遭到破坏的现象称为金属的热疲劳.
黄陂区17516114643: 金属蠕动的准确定义是什么??
陈没河云可: 我记得学材料力学时讲过,记不住了.我的感觉就是缓慢变化,几何尺寸跑了.我感觉低碳钢的蠕变大于铸铁的蠕变,所以国内外的机床床身大部分都是用铸铁干. 毕业快30年了,记不住了.找本材料力学,看看材料的失效形式一章肯定有准确的定义. 耐心点,昨晚回家没找到材料力学,相信我老婆不敢扔.今晚我继续找.
黄陂区17516114643: 什么是蠕变,什么是应力松驰?二者有何异同? - ?
陈没河云可: 蠕变:应力不变的条件下,应变随时间延长而增加的现象.它与塑性变形不同,塑性变形通常在应力超过弹性极限之后才出现,而蠕变只要应力的作用时间相当长,它在应力小于弹性极限时也能出现. 岩石在地质条件下的蠕变可以产生相当大...