第八章材料力學(xué)性能(編輯修改稿)
2024-09-11 20:31 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 ?氣孔： 因?yàn)闅饪滓环矫鏈p少了有效承載面積，另一方面當(dāng)晶界發(fā)生粘性流動(dòng)時(shí)，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(kuò)散及晶界流動(dòng)對(duì)蠕變 的貢獻(xiàn)就愈大 晶粒愈小，蠕變速率愈大。 ?玻璃相： 當(dāng)溫度升高時(shí)，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(jié)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(cuò)運(yùn)動(dòng)和晶界滑動(dòng)速度加快，擴(kuò)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(shí)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(dāng)?shù)耐饬ψ饔孟?，通常在高聚物?Tg以上不遠(yuǎn)，鏈段在外力下可以運(yùn)動(dòng)，但運(yùn)動(dòng)時(shí)受到的內(nèi)摩 擦力又較大，只能緩慢運(yùn)動(dòng)，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(duì)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(duì)均勻地在機(jī)件內(nèi)部萌生和擴(kuò)展，顯微結(jié)構(gòu)變化引起朗蠕變抗力的降低以及環(huán)境損傷導(dǎo)致的斷裂； ?高溫工程機(jī)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(kuò)展引起的。 晶界斷裂有兩種模型： 1）晶界滑動(dòng)和應(yīng)力集中模型 在 高應(yīng)力和低溫 下 ，持續(xù)的恒載持導(dǎo)致位于最大切應(yīng)力方向的晶界滑動(dòng)，這種滑動(dòng)必然在三晶粒交界處形成應(yīng)力集中。 167。 1 蠕變現(xiàn)象 應(yīng)力集中不能被滑動(dòng)晶界前方晶粒的塑性交形或晶界的遷移所松弛，那么當(dāng)應(yīng)力集中達(dá)到晶界的結(jié)合強(qiáng)度時(shí)，在三晶粒交界處必然發(fā)生開裂，形成楔形空洞。 晶界滑動(dòng)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(dòng)，引起應(yīng)力集中，導(dǎo)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(yīng)力的那些晶界上 ,當(dāng)應(yīng)力水平超過臨界值時(shí)，通過空位聚集的方式萌生空洞； 空洞核心一旦形成，在應(yīng)力作用下，空位由晶內(nèi)和沿晶界繼續(xù)向空洞處擴(kuò)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(yīng)力水平、溫度、加載速率和環(huán)境介質(zhì)等 因素。 1)在高應(yīng)力高應(yīng)變速率下，溫度低時(shí)， 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(yīng)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(yīng)變一般也不會(huì)超過 10％。 2)在高應(yīng)力高應(yīng)變速率下，溫度高于韌脆轉(zhuǎn)變溫度時(shí) ，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(yīng)力高時(shí)，這種由空洞長大的斷裂方式瞬時(shí)發(fā)生，不屬于蠕變斷裂； ?應(yīng)力較低、溫度相對(duì)較高時(shí)?？斩从捎诰徛渥兌L大，最終導(dǎo)致斷裂。這種斷裂伴隨有較大的斷裂應(yīng)變。 167。 1 蠕變現(xiàn)象 3)在 較低應(yīng)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(kuò)散控制 的， 低溫下 由空位擴(kuò)散導(dǎo)致的這種斷裂過程十分緩慢，實(shí)際上 觀察不到斷裂的發(fā)生 。 4)高溫高應(yīng)力 下，在 強(qiáng)烈變形部位將迅速發(fā)生回復(fù)再結(jié)晶
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