蠕变断裂机理

注意：若要更改此幻灯片上的图像，请选择该图片，并将其删除。然后单击占位符中的图片图标以插入自己的图像。蠕变断裂机理主讲人：陈航蠕变断裂原因高温长期载荷多晶体中晶内和晶界强度随温度的变化不一致切记：蠕变不是绝对的高温现象，在低温下也会产生。温度高于0.3Tm(Tm为材料熔点）时，才比较明显。2020/6/72强度随温度的变化趋势晶内强度和晶界强度随温度的变化趋势低温时，晶界强度高于晶内强度随着温度的升高，晶内和境界的强度均下降晶界强度比晶内强度下降快等强温度TE(晶内强度=晶界强度)温度高于等强温度时，发生沿晶断裂2020/6/73蠕变断裂机理•沿晶蠕变断裂•穿晶蠕变断裂•延缩性断裂金属材料在蠕变过程中可发生不同形式的断裂，按照断裂时塑性变形量大小的顺序，可将蠕变断裂分为如下三个类型：​2020/6/7​4沿晶蠕变断裂沿晶蠕变断裂是常用高温金属材料（如耐热钢、高温合金等）蠕变断裂的一种主要形式。主要是因为在高温、低应力较长时间作用下，随着蠕变不断进行，晶界滑动和晶界扩散比较充分，促进了空洞、裂纹沿晶界形成和发展。1）裂纹在三晶粒交汇处形成2020/6/75沿晶蠕变断裂2）空洞在晶界上聚集形成裂纹•在垂直于拉应力的晶界上，当应力水平超过临界值时，通过空位聚集的方式形成空洞。•空洞核心一旦形成，在拉应力作用下，空位由晶内或沿晶界继续向空洞处扩散，使空洞长大并相互连接形成裂纹。2020/6/7​6沿晶蠕变断裂3）晶界空洞、裂纹的连接2020/6/7​7穿晶蠕变断裂穿晶蠕变断裂主要发生在高应力条件下。其断裂机制与室温条件下的韧性断裂类似，是空洞在晶粒中夹杂物处形成，并随蠕变进行而长大、汇合的过程。2020/6/7​8延缩性蠕变断裂延缩性断裂主要发生在高温（T＞0.6Tm）条件下。这种断裂过程总伴随着动态再结晶，在晶粒内不断产生细小的新晶粒。由于晶界面积不断增大，空位将均匀分布，从而阻碍空洞的形成和长大。因此，动态再结晶抑制沿晶断裂。晶粒大小与应变量成反比。如右图所示，在缩颈处晶粒要细得多，缩颈可伴随动态再结晶一直进行到截面积减小为零时为止。2020/6/7​9Thankyouforlistening