第八章材料力學性能(編輯修改稿)
2025-09-11 20:31 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 ?氣孔： 因為氣孔一方面減少了有效承載面積，另一方面當晶界發(fā)生粘性流動時，氣孔體積中可以容納晶 粒所發(fā)生的變形。 所以蠕變速率隨氣孔率增加而增大。 ?晶粒尺寸： 晶粒愈小，晶界比例就愈大，晶界擴散及晶界流動對蠕變 的貢獻就愈大 晶粒愈小，蠕變速率愈大。 ?玻璃相： 當溫度升高時，玻璃相的粘度降低，因而蠕變速率增大。 ?如果玻璃相不濕潤晶相，則在晶界處為晶粒與晶粒結合，抗蠕變性能好。 167。 1 蠕變現(xiàn)象 ?如玻璃相完全濕潤 晶體相，則玻璃相包圍晶粒，抗蠕變的性能最弱。 （ 3）溫度： 隨著溫度升高，位錯運動和晶界滑動速度加快，擴散系數(shù)增大，蠕變速率增 大。 3）高分子材料 溫度過低，外力太小，蠕變很小而且很慢，在短時間內(nèi)不易覺察； 溫度過高，外力過大，形變發(fā)展過快，也感覺不出蠕變現(xiàn)象； 在適當?shù)耐饬ψ饔孟?，通常在高聚物?Tg以上不遠，鏈段在外力下可以運動，但運動時受到的內(nèi)摩 擦力又較大，只能緩慢運動，則可觀察到較明顯的 蠕變現(xiàn)象。 167。 1 蠕變現(xiàn)象 167。 1 蠕變現(xiàn)象 蠕變斷裂有兩種情況： ?對于那些不含裂紋的高溫試件，在高溫長期服役過程中，由于蠕變裂紋相對均勻地在機件內(nèi)部萌生和擴展，顯微結構變化引起朗蠕變抗力的降低以及環(huán)境損傷導致的斷裂； ?高溫工程機件中，原來就存在裂紋或類似裂紋的缺陷，其斷裂是由于主裂紋的擴展引起的。 晶界斷裂有兩種模型： 1）晶界滑動和應力集中模型 在 高應力和低溫 下 ，持續(xù)的恒載持導致位于最大切應力方向的晶界滑動，這種滑動必然在三晶粒交界處形成應力集中。 167。 1 蠕變現(xiàn)象 應力集中不能被滑動晶界前方晶粒的塑性交形或晶界的遷移所松弛，那么當應力集中達到晶界的結合強度時，在三晶粒交界處必然發(fā)生開裂，形成楔形空洞。 晶界滑動和晶內(nèi)滑移可能在晶界形成交截，使晶界曲折。 曲折的晶界和晶界夾雜物阻礙了晶界的滑動，引起應力集中，導致空洞形成 167。 1 蠕變現(xiàn)象 2）空位聚集模型 在垂直于拉應力的那些晶界上 ,當應力水平超過臨界值時，通過空位聚集的方式萌生空洞； 空洞核心一旦形成，在應力作用下，空位由晶內(nèi)和沿晶界繼續(xù)向空洞處擴散，使空洞長大并互相連接形成裂紋。 167。 1 蠕變現(xiàn)象 蠕變斷裂 究竟以何種 方式 發(fā)生， 取決于具體材料、應力水平、溫度、加載速率和環(huán)境介質(zhì)等 因素。 1)在高應力高應變速率下，溫度低時， 金屬材料通常發(fā)生滑移引起的解理斷裂或晶間斷裂 ，這屬于一種 脆性斷裂方式，其斷裂應變小，即使在較高溫度下，多晶體在發(fā)生整體屈服后再斷裂，斷裂應變一般也不會超過 10％。 2)在高應力高應變速率下，溫度高于韌脆轉(zhuǎn)變溫度時 ，斷裂方式從脆性解理和晶間斷裂轉(zhuǎn)變?yōu)?韌性穿晶斷裂。 它是通過在 第二相界面上空洞生成、長大和連接 的方式發(fā)生的，斷口的典型特征是韌窩。 ?應力高時，這種由空洞長大的斷裂方式瞬時發(fā)生，不屬于蠕變斷裂； ?應力較低、溫度相對較高時?？斩从捎诰徛渥兌L大，最終導致斷裂。這種斷裂伴隨有較大的斷裂應變。 167。 1 蠕變現(xiàn)象 3)在 較低應力和較高溫度 下，通過在 晶界空位聚集形成空洞和空洞長大 的方式發(fā)生晶界蠕變斷裂 ?斷裂是 由擴散控制 的， 低溫下 由空位擴散導致的這種斷裂過程十分緩慢，實際上 觀察不到斷裂的發(fā)生 。 4)高溫高應力 下，在 強烈變形部位將迅速發(fā)生回復再結晶
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