材料性能學(xué)石家莊鐵道大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院材料科學(xué)系：付華聯(lián)系電話Q:1115279899PropertiesofMaterials石家莊鐵道大學(xué)授課方法：第1-3章：教師主講。第4-11章：課堂討論為主。下載視頻，第12-15章：理論簡介。案例應(yīng)用緒論第1章材料的彈性變形第2章材料的塑性變形第3章材料的斷裂與斷裂韌性第4章材料的扭轉(zhuǎn)/彎曲/壓縮性能第5章材料的硬度第6章材料的沖擊韌性及低溫脆性第7章材料的疲勞性能第8章材料的磨損第9章材料的高溫力學(xué)性能

第10章材料在環(huán)境介質(zhì)作用下的腐蝕第11章材料的強韌化第12章材料的熱學(xué)性能第13章材料的磁學(xué)性能第14章材料的電學(xué)性能第15章材料的光學(xué)性能第9章材料的高溫力學(xué)性能9.1材料的高溫蠕變

HighTemperatureCreep

Behavior

9.2高溫力學(xué)性能指標及影響因素MechanicalpropertiesandinfluencefactorsHightemperaturemechanicalproperties

掌握內(nèi)容

graspthefollowingcontent

:高溫力學(xué)性能指標：

與σs和σb的對應(yīng)關(guān)系？？第9章材料的高溫力學(xué)性能

Hightemperaturemechanicalproperties

室溫：細化晶粒，加工硬化，不平衡組織（M)強化；強度與時間關(guān)系不大。*8師昌旭

(1918.11.15-2014.11.10)兩院資深院士材料科學(xué)與工程Materialsscienceandengineering鐵基高溫合金鎳基高溫合金中國高溫合金之父*9師昌旭

(1918.11.15-2014.11.10)兩院資深院士材料科學(xué)與工程Materialsscienceandengineering鐵基高溫合金鎳基高溫合金中國高溫合金之父固溶強化:W/Mo/Co/Cr/V等；沉淀強化:Al/Ti/Nb等；晶界強化:稀土元素\硼等。§9.1材料的高溫蠕變一、蠕變過程Creep蠕變試驗機（一）定義：材料在一定溫度/應(yīng)力下，隨時間延長，塑變緩慢增加的現(xiàn)象。T/Tm＞0.3，蠕變明顯；

碳鋼＞300℃,

合金鋼＞400℃，

高溫陶瓷Si3N4>1100℃動畫（二）蠕變曲線1、金屬陶瓷材料階段Ⅰ--減速蠕變。階段Ⅱ--恒速蠕變。階段Ⅲ--加速蠕變。AB：可逆彈性變形。2、高分子材料：

CD：不可逆變形，縮頸→斷裂。與金屬/陶瓷不同：由彈性變形引起，可回復(fù)。BC：高彈變形。不同溫度和應(yīng)力下的蠕變曲線應(yīng)力小/溫度低，第二階段長，甚至無第三階段；二、蠕變機理（變形/斷裂）（一）蠕變變形機理：1、位錯滑移機理：T≈0.5Tm，位錯熱激活。Ni基高溫合金高溫蠕變后的位錯組態(tài)2、擴散蠕變：3、晶界滑動機理：高溫+外力→→相鄰晶界滑動?？瘴坏亩ㄏ驍U散。

陶瓷：玻璃相的粘滯流動。超細晶Al-Mg-Sc，175℃超塑變形，

晶界滑移4、粘彈性機理----高分子材料：分子鏈卷曲→→高溫+外力→→伸直（熵值↓）高溫長期載荷下：金屬→→沿晶斷裂（晶間斷裂），晶界強度低。（二）蠕變斷裂機理：晶界的裂紋形成方式----二種模型：1.晶界滑動與應(yīng)力集中模型2.空位聚集模型1.晶界滑動與應(yīng)力集中模型三晶粒交會處形成楔形裂紋：晶界滑動，應(yīng)力集中→→空洞→→→高應(yīng)力和低溫度下。較低應(yīng)力和較高溫度下，晶界空位擴散聚集形成空洞。2、空位聚集模型高溫蠕變斷口形貌表面龜裂；高溫氧化膜；冰糖花樣沿晶斷裂。9.2高溫力學(xué)性能指標及其影響因素蠕變極限、持久強度、剩余應(yīng)力等（一）蠕變極限：不允許過量蠕變變形的抗力（與σs相似）。在溫度T下，產(chǎn)生規(guī)定穩(wěn)態(tài)蠕變速率的最大應(yīng)力。在給定溫度T和時間t下，產(chǎn)生蠕變應(yīng)變ε的最大應(yīng)力。500℃，10萬小時產(chǎn)生1%(AT)蠕變應(yīng)變的最大應(yīng)力為100Mpa。兩種極限間的關(guān)系：AT：蠕變速率大，時間短：階段Ⅰ比例大，階段Ⅱε難測。蠕變速率小，時間長：階段Ⅰ比例小，階段Ⅱε易測。A’T：（二）持久強度：在一定溫度和規(guī)定時間內(nèi)，不發(fā)生蠕變斷裂的最大應(yīng)力（與σb相似）。規(guī)定時間：設(shè)計壽命鍋爐、汽輪機：數(shù)萬、數(shù)10萬（104≈105h）航空噴氣發(fā)動機：幾百~1000小時（102≈103h）（三）松弛穩(wěn)定性（剩余應(yīng)力，松弛應(yīng)力）材料抵抗應(yīng)力松弛的能力→→松弛穩(wěn)定性。松弛應(yīng)力：σSO

剩余壓力：σSh

同條件下，σSh越高，松弛穩(wěn)定性越好。四．影響蠕變性能的主要因素（自學(xué)）蠕變變形與斷裂機理：

a.控制位錯運動

b.控制晶界滑動內(nèi)因：成分、組織；外因：應(yīng)力、溫度、環(huán)境介質(zhì)。29*謝謝!/courses/materials-science-and-engineering/1.---蠕變極限，在規(guī)定溫度T下，產(chǎn)生規(guī)定穩(wěn)態(tài)蠕變速率