复杂服役环境下服役行为.pptxVIP

复杂服役环境下服役行为; 1.复杂服役环境 2.蠕变相关环境及行为 3.腐蚀相关环境及行为 4.磨损相关环境及行为;1.复杂服役环境 1.1 复杂环境的定义;1.复杂环境 1.1 复杂环境的定义;1.复杂环境 1.1 复杂环境的定义;1.复杂环境 1.1 复杂环境的定义;1.复杂环境 1.1 复杂环境的定义; 1.复杂服役环境 2.蠕变相关环境及行为 3.腐蚀相关环境及行为 4.磨损相关环境及行为;2.蠕变相关环境及行为 2.1 蠕变定义;（1）蠕变概念;（2）蠕变曲线;（2）蠕变曲线;2.蠕变相关环境及行为 2.2 蠕变性能指标;2.蠕变相关环境及行为 2.2 蠕变性能指标;2.蠕变相关环境及行为 2.2 蠕变性能指标;2.蠕变相关环境及行为 2.2 蠕变性能指标;2.蠕变相关环境及行为 2.2 蠕变性能指标;2.蠕变相关环境及行为 2.2 蠕变性能指标;2.蠕变相关环境及行为 2.2 蠕变性能指标;材料在恒变形的条件下，随着时间的延长，弹性应力逐渐降低的现象称为应力松弛．材料抵抗应力松弛的能力称为松弛稳定性。如蒸汽、燃气轮机的紧固件—螺栓。当剩余应力小于汽缸螺栓预紧工作应力时，就会泄漏。 松弛稳定性可以通过松弛试验测定的应力松弛曲线来评定，材料的松弛曲线是在规定的温度下，对试样施加载荷，保持初始变形量恒定，测定试样上的应力随时间而下降的曲线。松弛稳定性决定于材料的成分、组织等内部因素。 图中σ0为初始应力，试验中， 任一时间试样上所保持的应力 称为剩余应力σsh；试样上所 减少的应力，即初始应力与剩 余应力之差称为松弛应力σso。;根据蠕变变形和断裂机理可知，蠕变是在一定的应力条件下，材料的热激活微观过程的宏观表现，它不仅决定于材料的成分、组织结构等内在因素，而且也受应力、温度、环境介质等外来因素的影响． 1）内在因素 ◇化学成分。成分不同，蠕变的热激活能不同，热激活能高的材料变形就困难，蠕变极限、持久强度、剩余应力就高。 应选用熔点高、自扩散激活能大和层错能低的元素及合金。大多数面心立方结构金属，其高温强度比体心立方结构的高，这是重要原因。;在金属基体中加入合金元素，如果是铬、钼、钨、铌等形成单相固溶体，除产生固溶强化作用外，还因为合金元素使层错能降低，易形成扩展位错，增大了扩散激活能，从而提高了蠕变极限。如果是形成弥散相的合金元素，则由于弥散相能强烈阻碍位错的滑移，提高高温强度，弥散相粒子硬度高、弥散度大、稳定性高，则强化作用好。硼、稀土等增加晶界激活能，既能阻碍晶界滑动，又能增大晶界裂纹面表面能。; 1）内在因素  ◇ 化学成分（续） 因为钢中的夹杂物和某些冶金缺陷会使材料的持久强度降低。各种耐热钢及其合金的冶炼工艺要求较高，而对杂质元素和气体含量要求则更加严格，常存杂质除硫、磷外，还有铅、锡、铜、锑、砷等，即使有微弱含量，当杂质在晶界偏聚后，会导致晶界严重弱化，而使热强性急剧降低，持久塑性变差。如，某些镍基合金，经过真空冶炼后，由于铅的含量由5ppm降至2ppm以下，其持久时间增长了一倍。 ;2.蠕变相关环境及行为 2.2 蠕变性能指标;2.蠕变相关环境及行为 2.2 蠕变性能指标;2.蠕变相关环境及行为 2.2 蠕变性能指标;2）外部因素 ◇ 温度。 蠕变是热激活过程，蠕变激活能和扩散激活能的相对关系，影响着蠕变机制。 蠕变激活能和扩散激活能都是温度的减值函数，随着温度的改变，它们也发生相应的变化，使得蠕变机理发生改变。; 材料的蠕变变形机理主要有位错滑移、原子扩散和晶界滑动。 1）位错滑移蠕变机理 材料的塑性变形主要是由于位错的滑移引起的，在一定的载荷作用下，滑移面上的位错运动到一定程度后，位错运动受阻发生塞积，就不能继续滑移，也就是只能产生一定的塑性变形。 在常温下，如果要继续产生塑性变形，则必须提高载荷，增大位错滑移的切应力，才能使位错重新增殖和运动。但是，在高温下，由于温度的升高，给原子和空位提供了热激活的可能，使得位错可以克服某些障碍得以运动，继续产生塑性变形。 位错的热激活方式有：刃型位错的攀移、螺型位错的交滑移、位错环的分解、割阶位错的非保守运动、亚晶界的位错攀移等． ;如图：由于原子或空位的热激活运动，使得刃型位错得以攀移，攀移后的位错或者在新的滑移面上得以滑移，或者与异号位错反应得以消失，或者形成亚晶界，或者被大角晶界所吸收．这样被塞集的位错数量减少，对位错源的反作用力减小，位错源就可以重新开动，位错得以增殖和运动，产生蠕变变形。;2.蠕变相关环境及行为 2.3 蠕变变形和断裂机理;2.蠕变相关环境及行为 2.3 蠕变变形和断裂机理;2.蠕变相关环境及行为 2.3 蠕变变形和断裂机理;3)晶界滑动蠕变机理 晶界在外力的作用下