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高温对金属材料的力学性能影响很大。
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温度和时间还影响金属材料的断裂形式。
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高温蠕变与疲劳
CONTENTS
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高温蠕变
蠕变现象和蠕变曲线
蠕变极限和持久强度
蠕变断裂
蠕变断裂机制图
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高温疲劳
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当温度T≥(~)Tm(Tm为熔点，单位为K)时，金属材料在恒载荷的持续作用下，发生与时间相关的塑性变形，称为蠕变。
相应的应变与时间关系曲线称为蠕变曲线。
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蠕变现象和蠕变曲线
一、高温蠕变
典型蠕变曲线
oa线段是施加外载荷后试样的瞬时应变0，不属于蠕变；
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曲线abcd表明应变是随时间增长逐渐产生的，称为蠕变；蠕变曲线上任一点的斜率表示该点的蠕变速率，用 表示。
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根据蠕变速率的变化情况可以将蠕变过程分为三个阶段：
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ab段为蠕变第一阶段，其蠕变速率随时间而逐渐减小，故又称为减速蠕变阶段；
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bc段为蠕变第二阶段，又称恒速蠕变或稳态蠕变阶段，即其蠕变速率保持恒定；
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蠕变第三阶段(cd段)的蠕变速率随时间延长急剧增大直至断裂，称为加速蠕变阶段。
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等温曲线（σ4＞σ3＞σ2＞σ1） b）等压力曲线（T4＞T3＞T2＞T1）
应力和温度对蠕变曲线影响示意图
蠕变曲线各阶段持续时间的长短随材料和试验条件而变化。 ：
蠕变极限和持久强度
蠕变极限是高温长时期载荷下材料对变形的抗力指标，是高温强度设计的重要依据。它有两种表示方法。
一种是在给定温度下，规定时间内产生一定蠕变总量的应力值，以
(MPa)表示。
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蠕变极限适用于失效方式为过量变形的那些高温零部件。
另一种是在一定温度下，产生规定的稳态蠕变速率的应力值，以
(MPa)表示。
STEP1
STEP2
STEP3
持久强度是材料抵抗蠕变断裂的能力。它是在一定温度下，规定时间内使材料断裂的最大应力值，以 表示。
对于锅炉、管道等构件。其主要破坏方式是断裂而不是变形，设计这类构件就要采用持久强度指标。
持久塑性是材料承受蠕变变形能力的大小，用蠕变断裂时的相对伸长率和相对断面收缩率表示。
对于不含裂纹的构件或试样，其稳态蠕变速率与蠕变断裂时间或加速蠕变阶段开始时间tf之间存在以下经验关系：
式中：和Cf为材料常数。
实际意义：在早期稳态蠕变阶段得到后，再通过较高应力和较高温度的短期蠕变试验获得Cf，则长期蠕变断裂寿命即可由 预测。
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蠕变断裂