耐热金属材料机械性能影响原因

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耐热金属材料机械性能影响原因

作者:李威 陈瑞华

来源:《科技创新与应用》2013年第03期

摘 要:本文结合笔者实践经验,深入分析了影响耐热金属材料机械性能的几种主要原因,如蠕变极限、金属材料中的化学成分以及焊条的焊接工艺等,针对这些影响原因,提出确保耐热金属材料机械性能的相关措施,旨在能给同行提供参考。

关键词:耐热金属材料;机械性能;蠕变极限;化学成分

在很多企业中譬如说航空、电力、冶金、化工、石油等,这些行业中材料都是在比较高的温度背景下运行,所以必须利用耐高温的金属原料。在耐高温的金属原料的运行背景下,耐高温的金属原料必须具备以下两个方面的性能,金属原料在高温下具有稳定的化学性和高温强度。必须要仔细研习解析耐高温原料的影响元素,才能根据原因运用适当的方法以便提升耐高温金属原料的机械能力。

1 耐热金属材料的机械性能

金属在常温下,塑性发生变化是经过位错来实现的,因为晶界强度较高,使位错运动面临比较大的阻碍,因此常温下,晶粒越细小,强度越高。在高温下,温度越来越高,晶界的强度越来越低,因此材料的强度也跟着降低。在晶界强度和晶内的强度一样时,晶界强度决定着材料的强度,这时的温度就命名为等强温度。由此看出,温度越来越高,金属会从穿晶断裂转化为晶间断裂的方式,当晶界越来越多,断裂发生的可能性就会变大,金属的强度变低。跟着温度的提升,金属的变化状态和失效状态和在常温下相对比就有了很大的不同,主要体现在金属的变形行为、金属的耐久强度、金属的受力松垮行为等,这些都是对耐高温金属原料的机械能力发生影响的几个范围。

2 蠕变极限的影响原因

2.1 蠕变极限影响原理

就耐高温金属原料来讲,它的机械配件需要在高温度条件下工作,所以必须对这些耐高温的金属原料要求很高的机械能力,譬如规定它具备充足的冲锋强度、坚韧或者很好的连接性和生产性。金属原料的强热性对于耐高温的金属原料来讲有着重要的作用。耐高温金属原料在高温度下它的每个配件机械能力,例如金属原料的顺从强度、疲劳强度、硬度等都要比在室温下有明显的下降。对于耐高温金属原料的强热性最重要起关键作用的就是它的蠕变能力。蠕变极限就是耐热金属材料在高温极限下,引起金属材料出现一定变形速度的应力。把试样加热到一定温度,同时加载一定荷载,长时间后就可以得到蠕变伸长率-时间曲线,如图1所示;通过对不同温度以及不同应力试样,从而得到多条蠕变曲线。

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耐热金属材料机械性能影响原因

作者:李威 陈瑞华

来源:《科技创新与应用》2013年第03期

摘 要:本文结合笔者实践经验,深入分析了影响耐热金属材料机械性能的几种主要原因,如蠕变极限、金属材料中的化学成分以及焊条的焊接工艺等,针对这些影响原因,提出确保耐热金属材料机械性能的相关措施,旨在能给同行提供参考。

关键词:耐热金属材料;机械性能;蠕变极限;化学成分

在很多企业中譬如说航空、电力、冶金、化工、石油等,这些行业中材料都是在比较高的温度背景下运行,所以必须利用耐高温的金属原料。在耐高温的金属原料的运行背景下,耐高温的金属原料必须具备以下两个方面的性能,金属原料在高温下具有稳定的化学性和高温强度。必须要仔细研习解析耐高温原料的影响元素,才能根据原因运用适当的方法以便提升耐高温金属原料的机械能力。

1 耐热金属材料的机械性能

金属在常温下,塑性发生变化是经过位错来实现的,因为晶界强度较高,使位错运动面临比较大的阻碍,因此常温下,晶粒越细小,强度越高。在高温下,温度越来越高,晶界的强度越来越低,因此材料的强度也跟着降低。在晶界强度和晶内的强度一样时,晶界强度决定着材料的强度,这时的温度就命名为等强温度。由此看出,温度越来越高,金属会从穿晶断裂转化为晶间断裂的方式,当晶界越来越多,断裂发生的可能性就会变大,金属的强度变低。跟着温度的提升,金属的变化状态和失效状态和在常温下相对比就有了很大的不同,主要体现在金属的变形行为、金属的耐久强度、金属的受力松垮行为等,这些都是对耐高温金属原料的机械能力发生影响的几个范围。

2 蠕变极限的影响原因

2.1 蠕变极限影响原理

就耐高温金属原料来讲,它的机械配件需要在高温度条件下工作,所以必须对这些耐高温的金属原料要求很高的机械能力,譬如规定它具备充足的冲锋强度、坚韧或者很好的连接性和生产性。金属原料的强热性对于耐高温的金属原料来讲有着重要的作用。耐高温金属原料在高温度下它的每个配件机械能力,例如金属原料的顺从强度、疲劳强度、硬度等都要比在室温下有明显的下降。对于耐高温金属原料的强热性最重要起关键作用的就是它的蠕变能力。蠕变极限就是耐热金属材料在高温极限下,引起金属材料出现一定变形速度的应力。把试样加热到一定温度,同时加载一定荷载,长时间后就可以得到蠕变伸长率-时间曲线,如图1所示;通过对不同温度以及不同应力试样,从而得到多条蠕变曲线。


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