小试样高通量蠕变及蠕变裂纹扩展试验装置设计

对于某些取样受限的结构,如在役构件、薄壁件、焊接接头、功能性梯度结构,无法采用传统试样测试获得高温蠕变及裂纹扩展性能,小试样测试方法使得此类构件的高温力学性能的获取成为可能。但现有小试样蠕变试验装置用途单一且存在试样氧化的问题,无法满足试验要求。本文设计一种基于小试样的材料蠕变及蠕变裂纹扩展性能测试装置,装置配备专用夹具和真空系统,可满足不同种类小试样真空环境下的高温试验,避免试样氧化,并可同时完成6个同类或不同类型小试样的蠕变和蠕变裂纹扩展试验。装置采用马弗炉对试样加热,最高试验温度可达1 200℃。采用光栅位移传感器测量小试样变形量,直流电位法测量裂纹长度,提高了变形测量精度。试验结果表明,该装置可以精确测量小试样位移和裂纹长度,用以研究材料蠕变及裂纹扩展性能。     

蠕变塑性表征方法的研究

比较了高温塑性几处表征方法，提出了用０．２％蠕变变形确定蠕变第Ⅲ阶段开始点的条件蠕变第Ⅲ阶段来表征变塑性，用ＤＤ３单晶的蠕变曲线来验证，获得满意的结果。     

钛合金高温短时蠕变与应力松弛的关系研究*

蠕变或应力松弛被认为是钛合金板材热成形降低回弹的主要机理。目前对热校形阶段中的蠕变与应力松弛的区别及联系尚缺乏深入研究。本文主要进行了钛合金高温短时蠕变及应力松弛实验, 利用TEM对实验后的显微组织进行了观察。分别研究了温度、应力及时间对蠕变和应力松弛行为的影响规律, 从蠕变率-时间和蠕变-时间角度建立了蠕变与应力松弛之间的联系。研究表明: 钛合金在低温低应力下蠕变以原子扩散为主, 高温高应力下以位错滑移和攀移为主, 而应力松弛在不同温度时均以位错攀移为主要变形机制, 基于蠕变数据预测的应力松弛行为与实验结果符合较好。     

DD3合金蠕变寿命预测方法分析

基于金属高温蠕变理论,结合单晶镍基高温合金蠕变过程的微观特点,从蠕变曲线方程的选择、截断应变点的确定以及强化项和弱化项的影响等方面,对采用修正θ函数影射法提高DD3单晶镍基高温合金蠕变寿命预测精度的原因进行了研究.结果表明:θ函数及其修正式将蠕变视为应变强化和应变弱化过程的综合,符合单晶镍基高温合金蠕变过程的实质,从根本上保证了预测的精度;修正的θ函数比早期的θ函数减少一个待定参数,统一了截断应变的确定方法,不仅减少了计算量,而且降低了因参数确定所产生的误差对蠕变寿命预测精度的影响;采用修正的θ影射方法可以很好地描述DD3合金整个蠕变过程,其预测结果完全能够满足实际工程设计的需要.     

高压釜体高温蠕变失效分析

采用金相、扫描电镜和透射电镜等手段，分析研究了釜体高温蠕变的宏观，微观特征，探讨了高温蠕变对材料常温力学性能的影响及热处理方法对高温蠕变材料性能的改善能力。     

锰对ZA27合金压缩蠕变的影响

为了解质量分数为0.5%Mn对铸态ZA27合金压缩蠕变行为的影响,采用自制的试验装置研究了ZA27-Mn合金和ZA27合金第一阶段的压蠕变量和稳态蠕变速率.结果表明:ZA27-Mn合金第一阶段的压蠕变量和稳态蠕变速率低于ZA27合金,而两种合金的压蠕变均符合于lnt=C-nlnσ Q/RT,ZA27-Mn合金的应力指数(n)和蠕变激活能(Q)分别为3.83和82.76 kJ·mol-1,而ZA27合金的应力指数和蠕变激活能分别为3.46和81.09kJ·mol-1,材料结构常数C不同,合金压蠕变不同,ZA27-Mn合金的压蠕变抗力高于ZA27合金;加入0.5%Mn对ZA27合金蠕变机制并无影响,均是锌的点阵自扩散和位错的攀移机制.     

火灾下平行钢丝束温度膨胀及高温蠕变试验研究

采用非接触式应变视频测量系统,对常用于实际工程的1670级平行钢丝束进行了15个温度水平下的温度膨胀试验以及多应力水平下的高温蠕变试验,并对历经2 h高温蠕变试验后冷却至室温的平行钢丝束试件进行了抗拉强度测试,获取了平行钢丝束热膨胀应变历程及高温蠕变应变历程曲线。试验结果表明:平行钢丝束热膨胀应变随着温度升高呈非线性增长,且在750 ℃附近材料微结构发生相变;温度和应力水平对高温蠕变历程均会产生显著影响;蠕变试验温度愈高,应力水平对历经高温后平行钢丝束的剩余抗拉强度的影响愈显著;与1860级预应力钢绞线相比,1670级平行钢丝束具有较小的高温蠕变应变。基于试验数据,建议了平行钢丝束热膨胀系数关于温度的函数式及高温蠕变模型。该文所建议的平行钢丝束热膨胀系数及高温蠕变模型有利于预应力钢结构火灾高温下的力学响应分析。     

镁合金单轴拉伸微蠕变测量系统

为了准确测出镁合金抗微蠕变性能,采用单轴拉伸法对镁合金进行室温蠕变试验,开发了镁合金微蠕变测量系统,解决了测量微蠕变关键技术问题,提出采用高精度位移传感器、恒温箱、测量放大器以及设计专用蠕变变形测量装置,构成镁合金微蠕变测试系统。试验结果表明,该系统精度高、性能稳定,可精确测试镁合金室温蠕变稳态速率和应变量,镁合金ZM6室温（35℃）下的蠕变应变为0．02％,最小稳态蠕变应变速率为10^-10。S^-1。     

一种含4.5%Re/3.0%Ru的单晶镍基合金的高温蠕变行为

通过对含4.5%Re/3.0%Ru单晶镍基合金进行高温蠕变性能测试,并采用扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)对不同蠕变期间的试样进行组织形貌观察,研究了该合金的高温蠕变行为。结果表明,本实验所选用的单晶合金在高温蠕变期间具有良好的蠕变抗力,在1040℃/160MPa的蠕变寿命达到725h。高温蠕变初期,合金中γ′相沿垂直于应力轴方向转变成筏状结构,其稳态蠕变期间的变形机制是位错在基体中滑移和攀移越过筏状γ′相。高温蠕变后期,合金的变形机制是位错在基体中滑移和剪切筏状γ′相。位错的交替滑移使筏形γ′相扭曲,并在γ/γ′两相界面发生裂纹的萌生与扩展直至断裂,是合金在高温蠕变后期的断裂机制。     

泡沫镍拉伸蠕变实验研究

在常温下对开孔泡沫镍进行了拉伸蠕变实验,研究了应力与蠕变的关系,探讨了描述泡沫镍蠕变所适用的模型.结果表明,开孔泡沫镍的相对密度不变时,蠕变和蠕变率均随应力的增大而增大.Gibson和Ashby所提出的多孔材料结构模型能够很好地描述常温拉伸蠕变实验结果.     

蠕变损伤的概率计算及参数敏感性分析

由于材料性质数据和损伤模型的分散性和不确定性,计算的损伤结果也产生不确定性,概率方法可以定量考虑不确定性的影响。本文根据确定性模型的研究工作,提出了新的蠕变损伤概率计算模型,并对影响高温构件蠕变损伤各参数进行了参数敏感性分析。蠕变损伤的概率计算将为高温构件可靠性评估奠定基础。     

金属蠕变律及蠕变行为研究

蠕变过程中 ,材料内部状态的不断演化 ,使得材料的蠕变行为发生改变。本文提出考虑损伤和硬化影响的蠕变律。利用该蠕变律讨论了 12 Cr1Mo V钢蠕变行为。分析结果表明 ,ε·c在蠕变过程中始终变化 ,第二阶段仅仅是ε·c相对稳定的阶段 ,其相对稳定程度和持续范围与载荷大小有关。在相同寿命分数下 ,不同应力水平引起的硬化状态也不相同     

湿度对瓦楞纸板蠕变特性的影响

目的通过一系列试验来研究湿度对瓦楞纸板蠕变特性的影响,从而得出瓦楞纸板的蠕变曲线。方法通过对瓦楞纸板进行3种恒定载荷,3种不同湿度处理条件下的蠕变特性研究试验,得出其蠕变曲线,并分别进行研究比较,分析湿度对瓦楞纸板蠕变特性的影响。结果湿度对瓦楞纸板的蠕变都有显著影响。结论瓦楞纸板的蠕变会随着湿度的增加而增大。     

Creep behaviour of AISI 316H stainless steel under stress-varying creep loading conditions: primary creep regeneration

Primary creep regeneration (PCR) is an important reported observation from creep under stress-varying conditions for several alloys. For a specimen deforming in the secondary creep regime, a stress reversal leads to an enhanced creep rate upon reloading due to reactivation of the primary creep regime (i.e. PCR). This paper focuses on an investigation of the PCR phenomenon during stress-varying creep loading for AISI 316H stainless steel at 650°C. The experimental observations clarify the influence of different parameters (e.g. forward creep stress level, reverse stress magnitude and forward and reverse accumulated inelastic strain) on the extent of PCR activation. In addition, a correlation between the extent of PCR activation and inelastic strain accumulation during the reverse loading period was found, which was employed to develop an empirical–phenomenological model for prediction of the creep behaviour of the alloy after stress transients (e.g. stress reversals).     

Ti65合金的初级蠕变和稳态蠕变

使用透射电镜(TEM)研究了Ti65合金在600~650℃、120~160 MPa条件下的蠕变变形行为及其微观变形机制。结果表明：初级蠕变变形机制主要由受攀移控制的位错越过α₂相的过程主导;稳态蠕变阶段蠕变机制主要由受界面处扩散控制的位错攀移的过程主导,且应力指数为5~7。在初级蠕变阶段α₂相与位错的相互作用是α₂相对合金高温强化的主要方式,在稳态蠕变阶段沿α/β相界分布的硅化物阻碍位错运动与限制晶界滑移是硅化物对合金强化的主要方式。     

Cyclic Creep Deformation and Fracture of a Cr-Mo Rotor Steel at Elevated Temperatures

Static creep and cyclic creep tests were carriedout on a Cr-Mo rotor steel from 0.5 to 0.6 T_m.Cyclic creep retardation occurred under the testconditions.With an increase of stress frequency,cyclic creep strain rate decreases and rupture timeincreases.The cyclic creep strain rate for the stresswave of a square shape is higher than that of a tri-angle shape.The apparent stress exponent of cycliccreep and the apparent activation energy of cycliccreep are both higher than those of static creep.Theminimum strain rate is inversely proportional torupture time for both static and cyclic creeps at dif-ferent stresses,temperatures,frequencies and waveshapes.The cyclic creep retardation mechanism wasexplored by the observation and analysis of the dis-location structure and fracture surface.     

PMMA蠕变银纹的分形维数演化

通过面积转换,修正了有限变形条件下的分形维数,并证明在应变小于10%的条件下,面积变化对分形维数的影响很小。通过蠕变试验,采集了聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)在不同应力和不同时间下的蠕变银纹图像,并用盒维法计算了其分形维数。试验证明,蠕变银纹引发的应力阈值随时间的增长呈指数关系降低,并最终趋于常数;蠕变银纹的分形维数与应力呈线性关系,与时间呈指数关系;在达到应力阈值的瞬间,能产生大量银纹,导致银纹的分形维数产生阶跃。根据实验结果,建立了蠕变银纹的分形维数与应力、时间的关系式。     

On Grain Size Dependence of Minimum Creep Rate

The available experimental results have beensummarized concerning the effect of grain size onminimum creep rate.There are two types of creeprate-grain size relations.One is that there is a criti-cal grain size above which creep rate is independentof grain size,below which creep rate increases withthe decrease of grain size.The other is that there isan intermediate grain size at which creep resistanceis optimum.The first relation usually occurs athigher temperatures(>0.5 T_m),and intermediatestress ranges,while the second relation at interme-diate temperature ranges(0.4-0.5 T_m)and higherstresses.For the two types of creep rate-grain sizerelations,the increase of the creep rates with the de-crease of grain size for small grain sizes is all due tograin boundary sliding.For large grain sizes,a dis-location climb mechanism is dominant in creepdeformation for the first relation,while aHall-Perch grain boundary strengthening effect isbelieved to play an important role by dislocationglide mechanism for the second relation.     

重组竹顺纹受压蠕变性能及预测模型

为研究重组竹顺纹受压蠕变性能,对12个重组竹受压试件进行了蠕变试验,通过分析蠕变增长率和Burgers模型中各参数,得到重组竹受压试件受压蠕变变化规律。结果表明,重组竹在持续受压荷载作用下,应力水平较低时,蠕变变形发展稳定,不会发生承载力破坏;应力水平较大时(达到60%极限载荷水平),将会直接导致重组竹受压屈曲破坏,蠕变变形呈非稳定性增长;重组竹受压蠕变应变增长率随时间增加而逐渐增大,其增长速率则呈减速状态,受压蠕变的应变增长率随应力比增加而增大。基于试验结果,分析了重组竹受压蠕变试验的弹性变形、黏弹性变形和黏性变形的变化规律,对不同荷载水平的Burgers模型参数进行确定,并进一步推导了Burgers模型参数随应力水平的变化规律。基于此,建议考虑荷载水平的重组竹受压蠕变预测模型,模型预测结果与试验曲线一致。