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1、对蠕变的初步认识温度对金属材料力学性能的影响很大，随着温度升高，材料的强度降低而塑 性增加；而材料在高温下，载荷持续时间对力学性能也会产生影响。因此，在高 温下工作的材料，其力学性能与温度和时间两个因素有关。所谓高温，是指金属 的服役温度超过了它的再结晶温度约0.40.5T , T是金属的熔点。在这样的高温 mm 下长时服役的金属，其微观结构、形变和断裂机制都会发生变化，在宏观上则会 出现高温蠕变、持久断裂、应力松弛、高温腐蚀等现象。材料在恒定应力作用下，其应变随时间的延长而逐渐增加的现象称为蠕变。 由于蠕变而导致的断裂称为蠕变断裂。金属在低温下也会产生蠕变，但通常只有 当温度升高到0.3T以
2、上时，蠕变现象才会比较显著。金属在高温下还会发生应 m 力松弛现象，即在保持应变恒定的情况下，应力随着时间延长而减小的现象。由 于蠕变和应力松弛的发生，应力和应变之间已不是单值的对应关系，而必须考虑 温度和时间的影响。温度对金属材料力学性能的影响很大，随着温度升高，材料的强度降低而塑 性增加；而材料在高温下，载荷持续时间对力学性能也会产生影响。因此，在高 温下工作的材料，其力学性能与温度和时间两个因素有关。所谓高温，是指金属 的服役温度超过了它的再结晶温度约0.40.5T，T是金属的熔点。在这样的高温 mm下长时服役的金属，其微观结构、形变和断裂机制都会发生变化，在宏观上则会 出现高温蠕变、持
3、久断裂、应力松弛、高温腐蚀等现象。1. 蠕变曲线 蠕变：材料在恒定应力作用下，其应变随时间的延长而逐渐增加的现象称为 蠕变。由于蠕变而导致的断裂称为蠕变断裂。金属在低温下也会产生蠕变，但通 常只有当温度升高到0.3T以上时，蠕变现象才会比较显著。金属在高温下还会 m 发生应力松弛现象，即在保持应变恒定的情况下，应力随着时间延长而减小的现 象。由于蠕变和应力松弛的发生，应力和应变之间已不是单值的对应关系，而必 须考虑温度和时间的影响。蠕变曲线：常载荷条件下的典型单轴蠕变曲线见图1 , 从图中可以看出蠕变 的 3 个典型阶段 :第一蠕变阶段AB （减速蠕变阶段），第二蠕变阶段BC （稳定蠕变阶段）
4、，第三 阶段蠕变CD（加速蠕变阶段）。在第二蠕变阶段（稳定蠕变阶段），蠕变速率近似 为常数；而在第三蠕变阶段，蠕变速率逐渐增加，直至试件完全破坏。图1中 e 代表瞬时弹性（或弹塑性）应变， p表示塑性应变， c代表蠕变应变。Cott rell提出第III阶段以前的蠕变曲线可近似表示成： = +卩tm +8 t 为瞬时应变，第二项反映减速蠕变应变；第三项反映 0 s 0稳态蠕变应变，8为稳态蠕变速率；m是小于1的正数，大体上是材料常数；8、 s00、8等常数与温度、应力和材料有关，或者8 =卩mtm-1 +8 ss有些文献提出反映温度和应力对蠕变应变速率影响的经验关系式，在回复蠕 变可以进行的较
5、高温度范围内，当应力不太大时，这一关系式可以表示为 8= Acmexp(- ) 8为稳态蠕变速率，b为应力，A和应力指数m为常数，U为 kT蠕变激活能，A、m和U可由试验测定，k为玻耳兹曼常数，T为绝对温度2. 蠕变极限和持久强度构件在高温下工作时，可能遭遇两种不同的情况：一种情况下，构件服役期 很长，要求长寿命低变形量。对于这种情况，蠕变速率(8 )和蠕变强度(蠕变 极限)有重要意义。另一种情况是构件在高温下短期工作，其损坏的主要原因是 由于断裂而不是变形，因而蠕变速率不是主要参数，能保证安全使用的关键性能 是持久强度。蠕变极限(蠕变强度)表示材料在高温和长期载荷作用下对蠕变变形的抗力， 常
6、用条件蠕变极限来表述，表示该材料在规定的温度及时间内，达到规定蠕变变 形量或蠕变速度时所能承受的最大应力。条件蠕变极限有两种表示方法：(1) 在规定温度及规定时间内达到规定变形量的应力，用c t (MPa)表示。T为8/t温度，8为伸长率，t为达到该应变量的持续时间。(2) 在给定温度下，使试件产生规定蠕变速率的应力值，以符号b T(MPa)表示。8 其中，T表示温度（C）, 表示第II阶段的蠕变速率。在使用中可根据蠕变率和服役时间的具体情况，选取其中一种方式来表述材 料的强度。对于服役时间长的情况，常采用第一种表示方法，反之，若服役时间 短，蠕变速率大，则采用第二种表示方法。持久强度：材料抗蠕变断裂的能力用持久强度表示。持久强度是指在规定温 度和规定时间内发生蠕变断裂的初始应力，用b T表示。t
