蠕变试验蠕变的发现

发布网友 发布时间：2024-10-24 04:08

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热心网友 时间：2024-11-06 18:42

在1905年，英国的菲利普斯(F. Philips)首次观察到了金属丝的蠕变现象，这一发现为后续研究奠定了基础。1910年，安德雷德(E.N.da C.Andrade)的实验进一步证实了纯金属的蠕变特性具有相似性。迪肯森(Dickenson)在1922年的钢蠕变试验报告后，人们开始认识到在高温下承受应力的金属结构会经历蠕变，即使这些应力远低于材料的屈服强度。自此，蠕变试验的研究受到了广泛关注，尤其在高温高压技术迅速发展的20年代后，它已成为高温金属材料性能测试的关键项目，尤其对于高温合金的研究。

蠕变抗力的衡量标准是蠕变极限，它指的是在特定温度下，使试样进入蠕变第二阶段并达到规定蠕变速率或在指定时间内产生规定伸长率的应力。蠕变极限可以通过两种方式表示，一是以蠕变速率（图1）衡量，二是以伸长率（图1）衡量。例如，图2所示的600℃条件下，100小时内允许的0.2%伸长率对应的蠕变极限。

通常，第二阶段的蠕变速率与应力的对数关系遵循经验公式，这使得蠕变极限可以通过内插法或外推法计算。然而，长时间的氧化、腐蚀以及材料内部结构变化可能影响这种线性关系，因此在从短期数据推算长期数据时，时间外推通常限于一个数量级。Larson-Miller参数法常用于这类温度和时间的外推。

对于那些需要在长期高温运行中保持低变形量的组件，如电站锅炉和蒸汽轮机，蠕变极限是设计的关键依据。一般规定，蠕变速率不能超过10的-5次方/%/小时，这对应着10万小时内的1%形变量。制造这类组件的金属材料需要经过数万小时甚至更长时间的蠕变测试来确保其性能。

影响蠕变试验结果的因素众多，包括温度控制的长期稳定性、形变测量的精确度以及试样的加工工艺等。这些因素对测试结果的准确性和可靠性有着直接的影响。

测定金属材料在长时间的恒温和恒应力作用下，发生缓慢的塑性变形现象的一种材料机械性能试验。温度越高或应力越大，蠕变现象越显著。蠕变可在单一应力（拉力、压力或扭力），也可在复合应力下发生。通常的蠕变试验是在单向拉伸条件下进行的。