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    雙螺栓管夾用金屬材料蠕變曲線的定性分析

     

    蠕變是雙螺栓管夾用金屬材料力學性能之一,雙螺栓管夾用金屬材料抗蠕變的能力是蠕變強度,用蠕變極限表示。雙螺栓管夾用金屬材料抗蠕變斷裂的能力用持久強度表示。蠕變極限與持久強度用試驗測定,測定出的蠕變曲線可能是恒應力狀態,也可能是恒溫度狀態曲線。
     
     
    無論何種,典型的蠕變曲線都可以分為三個階段, 不同金屬雙螺栓管夾用金屬材料在不同條件下得到的蠕變曲線是不同的同一種金屬雙螺栓管夾用金屬材料蠕變曲線的形狀也隨應力和溫度不同而不同但一般而言,各種蠕變曲線差不多都保持著上述三個組成部分,只是各階段持續時間長短不一左圖表示了溫度不變時應力對蠕變曲線的影響,右圖表示了應力不變時溫度對蠕變曲線的影響。
    由圖可見,應力較小或溫度較低時,蠕變第二階段即穩定蠕變階段延續很長。反之則第二階段可能很短甚至消失。這時蠕變只有第一階段和第三階段,雙螺栓管夾用金屬材料將在短時間內斷裂。
     
    蠕變第一階段以晶內滑移和晶界滑移方式進行。
    蠕變初期由于攀移驅動力不足,因而滑移造成的形變強化效應超過攀移造成的回復軟化效應,故變形速率不斷降低。蠕變初期可能在晶界臺階處或第二相質點附近形成裂紋核心,也可能由于晶界滑動在三晶粒交匯處受阻而形成裂紋核心。
    蠕變第二階段,晶內變形以位錯滑移和攀移交替方式進行,晶界變形以晶界滑動和遷移交替方式進行。晶內遷移和晶界滑動使金屬強化,但位錯攀移和晶界遷移使金屬軟化,強化與軟化作用達到動態平衡時,形變速率即保持穩定。蠕變第二階段在應力和空位流同時作用下,裂紋優先在與拉應力垂直的晶界上長大,形成楔形和孔洞形裂紋。
    蠕變第三階段在由第二階段后開始連接的楔形與孔洞形裂紋上進一步依靠晶界滑動、空位擴散和孔洞連接而擴展,蠕變速度加快,直至裂紋達到臨界尺寸而斷裂。
     
    一種理想的雙螺栓管夾用金屬材料,要求它的蠕變曲線具有很小的起始蠕變(蠕變第一階段)和低的蠕變速度(蠕變第二階段),以便延長產生1%總變形量所需的時間。同時也要有一個明顯的第三階段,可以預示雙螺栓管夾用金屬材料的強度正在消失,斷裂時有一定的塑性。蠕變是一個包含許多過程的復雜現象。比起室溫下的力學性能來雙螺栓管夾用金屬材料的蠕變性能對組織結構的變化更為敏感。所以蠕變曲線的形狀往往隨著雙螺栓管夾用金屬材料的組織狀態以及蠕變過程中所發生的組織結構變化的不同而不相同。
     
    例如在高溫下會發生相變的某些合金(如Fe-20.5%W,Ni-25.5%Mo等),即使在承受拉伸載荷時,也會由于相變時的體積變化而使試件收縮,形成所謂的“負蠕變現象”。

    滄州力瑞管道設備有限公司    雙螺栓管夾

     

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