《金屬力學性能測試》課件-金屬蠕變

1.金屬的蠕變概述《金屬力學性能測試》金屬蠕變概述燃氣輪機高溫鍋爐航空發(fā)動機化工容器金屬蠕變概述燃氣渦輪離心力和伸長方向渦輪外環(huán)渦輪葉片金屬蠕變概述渦輪葉片的蠕變變形蠕變定義它是指金屬材料在一定的溫度和應力作用下，隨時間發(fā)生緩慢而連續(xù)的塑性變形的現(xiàn)象。金屬蠕變概述渦輪葉片的蠕變變形蠕變現(xiàn)象需要三個方面的因素溫度應力時間溫度越高、應力越大、作用時間越長，則金屬蠕變現(xiàn)象越明顯?！拜p合金”金屬蠕變概述溫度對于不同的金屬，發(fā)生蠕變現(xiàn)象需要的溫度遵循一定的規(guī)律，研究表明，當溫度達到0.3Tm（Tm為金屬材料的熔點溫度）以上時，就會發(fā)生蠕變現(xiàn)象?！澳蜔徜摗薄疤间摗薄般U”“合金鋼”蠕變溫度＞600℃蠕變溫度300～500℃蠕變溫度50～150℃熔點327℃（即600K）室溫20℃≈0.5Tm鉛蠕變溫度300～400℃金屬蠕變概述塑性材料典型拉伸曲線抗拉強度屈服強度彈性極限（伸長）（應力）金屬蠕變概述蒸汽管道渦輪葉片金屬材料的蠕變現(xiàn)象，它對于理解和預測金屬材料在高溫環(huán)境下的長期性能至關重要。金屬蠕變概述千里之行，始于足下九層之臺，起于累土金屬蠕變概述力量和勇氣溫度時間應力金屬蠕變概述蠕變曲線是描述材料蠕變行為的一種圖形表示，它展示了材料在恒定溫度和應力條件下，應變隨時間的變化情況。這種變化是通過應變（或變形量）與時間之間的函數(shù)關系來表現(xiàn)的。金屬蠕變概述金屬蠕變概述典型蠕變曲線蠕變速度金屬蠕變概述蠕變曲線的三個階段并非在所有情況下都清晰可見。只有當溫度和應力處于適宜的范圍時，蠕變曲線才會呈現(xiàn)出這三個階段的明顯特征。恒定溫度下恒定應力下金屬的蠕變概述做良心檢測，出公正報告。2.金屬蠕變變形和斷裂機制《金屬力學性能測試》蠕變變形（高溫+應力）金屬蠕變變形和斷裂機制金屬蠕變變形和斷裂機制金屬蠕變變形三種機制位錯滑移晶界滑動擴散作用位錯蠕變機制發(fā)生條件溫度較低（＜0.5Tm）應力較高位錯蠕變機制主要發(fā)生在溫度較低、應力較高的情況下，多數(shù)工業(yè)用的抗蠕變合金在服役條件下其變形機制屬于位錯蠕變機制。位錯滑移示意圖晶界滑動蠕變機制在常溫環(huán)境中，晶界的形變幾乎微不足道，通常不予考慮；而高溫下晶界滑動蠕變對蠕變變形的貢獻更多。晶界滑動和遷移示意圖晶界滑動蠕變機制特點晶界的變形機制涉及交替的滑動與遷移行為?；瑒又苯迂暙I于整體形變，而遷移雖不直接增加變形量，卻能有效清除滑動造成的局部畸變，為后續(xù)的晶界滑動鋪平道路，從而促進蠕變過程的持續(xù)進行。擴散蠕變機制在高溫條件下大量原子和空位定向移動造成的。發(fā)生條件溫度較低（＜0.6-0.7Tm）應力較低鎳基合金陶瓷材料基于空位與原子遷移導致的漸進式變形機制擴散蠕變機制擴散蠕變機制蠕變斷裂失效航空發(fā)動機葉片航空發(fā)動機葉片蠕變斷裂又有何特點？擴散蠕變機制高溫合金蠕變斷裂（沿晶斷裂）斷口微觀形貌蠕變斷裂機制晶粒交會處因晶界滑動產(chǎn)生裂紋示意圖（A、B、C為相鄰三晶粒，箭頭為晶界移動方向）裂紋成核有兩種類型（1）裂紋成核于三晶粒交會處蠕變斷裂機制裂紋成核有兩種類型（2）裂紋成核分散于晶界上約90°蠕變裂紋的形核和擴展過程示意圖1.形核2.分散長大3.橫向裂紋的形成4.曲折裂紋的形成5.曲折裂紋的連接應力應力應力應力6.蠕變斷裂蠕變斷裂機制裂紋的形核與擴展和位錯變