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金属材料蠕变性能及其检测方法就金属力学性能而言，大家平时接触最多的是常温下的单向拉伸试验，得到的是我们熟悉的应力-应变曲线。
但是在能源、化工、冶金、航空航天等领域，很多零部件必须长期在高温条件下服役，如电厂超超临界火电机组运行参数可达26.25MPa，600℃。
对于在此条件下服役的金属材料，如果仅以常温短时静载下的力学性能作为设计选材依据显然是不够的，因为在高温服役环境下材料的力学性能会发生显著变化。
材料在工作应力小于该工作温度下材料的屈服强度的情况下，在长期服役过程中也会发生缓慢而连续的塑性变形(即蠕变现象)。
小时候家里通常会用一种灯丝灯泡，就是图1所示的这种。
这种灯泡在长时间燃点之后，往往会发现有些灯泡的灯丝有弯曲下垂现象，这其实就是灯丝长时间处于高温环境、在自重作用下的一种蠕变现象。
一、什么是蠕变高温下金属力学行为的一个重要特点就是产生蠕变。
所谓蠕变，就是金属在长时间的恒温、恒载荷作用下缓慢地发生塑性变形的现象。
[1]严格来说，蠕变可以发生在任何温度，所谓的温度“高”或“低”是一个相对概念，是相对于金属熔点而言的，故采用“约比温度(T/Tm )”(T 为试验温度， Tm 为金属熔点，采用热力学温度表示)来表示更合理。
通常，当T/Tm >0.3时，蠕变现象才会比较显著，如通常碳钢超过300℃、合金钢超过400℃出现蠕变效应。
说到蠕变机理，金属的蠕变变形主要通过位错滑移、原子扩散等机理进行的。
[1]可以简化理解成高温环境为金属材料提供了额外的热激活能，使得位错、空位等缺陷更活跃，更容易克服障碍;在长期应力作用下缺陷的移动具有一定方向性，使得变形不断产生，发生蠕变。
当缺陷累计到一定程度，在晶粒交会处或者晶界上第二相质点等薄弱位置附近形成空洞，萌生裂纹并逐渐扩展，最终导致蠕变断裂。
想要很好的认识蠕变现象，还要从典型蠕变曲线开始说起。
与我们平时熟悉的材料应力-应变曲线相比，金属的蠕变还需要考虑温度和时间两个因素。
对蠕变的初步认识温度对金属材料力学性能的影响很大，随着温度升高，材料的强度降低而塑性增加；而材料在高温下，载荷持续时间对力学性能也会产生影响。
因此，在高温下工作的材料，其力学性能与温度和时间两个因素有关。
所谓高温，是指金属的服役温度超过了它的再结晶温度约0.4~0.5Tm ，Tm是金属的熔点。
在这样的高温下长时服役的金属，其微观结构、形变和断裂机制都会发生变化，在宏观上则会出现高温蠕变、持久断裂、应力松弛、高温腐蚀等现象。
材料在恒定应力作用下，其应变随时间的延长而逐渐增加的现象称为蠕变。
由于蠕变而导致的断裂称为蠕变断裂。
金属在低温下也会产生蠕变，但通常只有当温度升高到0.3Tm以上时，蠕变现象才会比较显著。
金属在高温下还会发生应力松弛现象，即在保持应变恒定的情况下，应力随着时间延长而减小的现象。
由于蠕变和应力松弛的发生，应力和应变之间已不是单值的对应关系，而必须考虑温度和时间的影响。
温度对金属材料力学性能的影响很大，随着温度升高，材料的强度降低而塑性增加；而材料在高温下，载荷持续时间对力学性能也会产生影响。
因此，在高温下工作的材料，其力学性能与温度和时间两个因素有关。
所谓高温，是指金属的服役温度超过了它的再结晶温度约0.4~0.5Tm ，Tm是金属的熔点。
在这样的高温下长时服役的金属，其微观结构、形变和断裂机制都会发生变化，在宏观上则会出现高温蠕变、持久断裂、应力松弛、高温腐蚀等现象。
1. 蠕变曲线蠕变：材料在恒定应力作用下，其应变随时间的延长而逐渐增加的现象称为蠕变。
由于蠕变而导致的断裂称为蠕变断裂。
金属在低温下也会产生蠕变，但通常只有当温度升高到0.3Tm以上时，蠕变现象才会比较显著。
金属在高温下还会发生应力松弛现象，即在保持应变恒定的情况下，应力随着时间延长而减小的现象。
由于蠕变和应力松弛的发生，应力和应变之间已不是单值的对应关系，而必须考虑温度和时间的影响。
蠕变曲线：常载荷条件下的典型单轴蠕变曲线见图1 , 从图中可以看出蠕变的3 个典型阶段:第一蠕变阶段AB (减速蠕变阶段)，第二蠕变阶段BC (稳定蠕变阶段)，第三阶段蠕变CD(加速蠕变阶段) 。
为保证在高温长期载荷作用下的机件不致产生过量变形，要求金属材料具有一定的蠕变极限。
和常温下的屈服强度σ0.2相似，蠕变极限是高温长期载荷作用下材料对塑性变形抗力的指标。
蠕变极限两种表示方法：1．在给定T下，使试样产生规定蠕变速度的应力值，以符号公斤力/毫米2表示（其中为第二阶段蠕变速度，%/小时）。
在电站锅炉、汽轮机和燃气轮机制造中，规定的蠕变速度大多为1×10-5%小时或1×10-4%小时。
例如，=6公斤力/毫米2，表示在温度为600℃的条件下，蠕变速度为1×10-5%小时的蠕变极限为6公斤力/毫米2。
2．在给定温度（T）下和在规定的试验时间（t，小时）内，使试样产生一定蠕变形量（δ，%）的应力值，以符号公斤力/毫米2表示。
例如，=10公斤力/毫米2，就表示材料在500℃温度下，10万小时后变形量为1%的蠕变极限为10公斤力/毫米2。
试验时间及蠕变变形量的具体数值是根据机件的工作条件来规定的。
以上两种蠕变极限都需要试验到蠕变第二阶段若干时间后才能确定。
3．两种蠕变极限在应变量之间有一定的关系。
例如，以蠕变速度确定蠕变极限时，当恒定蠕变速度为1×10-5%小时，就相当于100，000小时的应变量为1%。
这与以应变量确定蠕变极限时的100，000小时的应变量为1%相比，仅相差（见图9-2），但其差值甚小，可忽略不计。
因此，就可认为两者所确定的应变量相等。
同样，蠕变速度为1×10-4%/小时，应相当于10，000小时的应变量为1%。
二、蠕变极限测定方法测定金属材料蠕变极限所采用的试验装置，如图8－11所示。
试样的蠕变试验用试样的形状、尺寸及制备方法、试验程序和操作方法等，可有关国家标准的规定进行。
现以第二阶段蠕变速度所定义蠕变极限为例，说明其测定的方法。
1．在一定温度和不同的应力条件下进行蠕变试验。
每个试样的试验持续时间不少于2000~3000小时。
蠕变极限标准蠕变极限标准：定义、试验方法、计算与评估一、蠕变极限标准的定义与意义蠕变极限标准是衡量材料或结构在长时间内承受恒定载荷而不发生蠕变破坏的能力的标准。
蠕变是指材料在高温、高压或长时间载荷作用下，其变形速率逐渐增加，并最终导致材料破坏的现象。
蠕变极限标准对于许多工程应用领域，如航空航天、石油化工、核能等，具有重要意义。
在这些领域中，蠕变破坏往往会导致灾难性的后果，因此对材料和结构的蠕变性能进行准确评估至关重要。
二、蠕变试验方法及分类根据试验条件和目的的不同，蠕变试验可分为以下几类：1. 常规蠕变试验：在恒温、恒湿条件下，对材料或结构施加恒定载荷，并观察其变形随时间的变化。
这种试验主要用于评估材料或结构的蠕变性能。
2. 复杂应力蠕变试验：在多轴应力作用下，对材料或结构进行蠕变试验。
这种试验能够更准确地模拟材料在实际工作环境中的应力状态。
3. 高温蠕变试验：在高温条件下进行蠕变试验，以评估材料在高温下的蠕变性能。
4. 低应力蠕变试验：在较低的应力水平下进行蠕变试验，以研究材料在低应力下的蠕变行为。
三、不同类型蠕变试验的原理与技术特点1. 常规蠕变试验：通过在恒温、恒湿条件下对材料或结构施加恒定载荷，观察其变形随时间的变化。
该试验的主要技术特点是控制温度和湿度以保持试验条件的一致性，同时通过测量变形量随时间的变化来评估材料的蠕变性能。
2. 复杂应力蠕变试验：通过在多轴应力作用下进行蠕变试验，以更准确地模拟材料在实际工作环境中的应力状态。
该试验的主要技术特点是能够同时控制多个方向的应力，并测量材料的蠕变响应。
3. 高温蠕变试验：通过在高温条件下进行蠕变试验，以评估材料在高温下的蠕变性能。
该试验的主要技术特点是保持高温环境的一致性，同时测量材料的蠕变性能。
4. 低应力蠕变试验：通过在较低的应力水平下进行蠕变试验，以研究材料在低应力下的蠕变行为。
该试验的主要技术特点是控制较低的应力水平并测量材料的蠕变响应。
1Cr17Ni2 钢的化学成分（GB/T1220-1992）w/%1Cr17Ni2 钢的物理性能示于表4-21-2~表4-21-4，其密度为7.75t/m3；质量定压热容cp为459.8J/（kg·K ）；弹性模量（20℃）E为210000MPa；电阻率ρ为0.70×10-6Ω·m。
表4-21-2 1Cr17Ni2 钢的临界温度表4-21-3 1Cr17Ni2 钢的线（膨）胀系数表4-21-4 1Cr17Ni2 钢热导率1Cr17Ni2 钢的热加工示于表4-21-5。
表4-21-5 1Cr17Ni2 钢的热加工工艺加热温度高时，虽然钢的α-相增多，但塑性良好，这与部分组织强烈的再结晶有关。
从高温机械试验的结果得知，钢在1100℃时的伸长率最大。
为了改善钢的塑性和表面质量，应使停锻停轧温度偏高一些；同时，为了得到均一的组织，应该控制较大的加工比。
4.21.4 热处理1Cr17Ni2 钢的热处理示于表4-21-6。
表4-21-6 1Cr17Ni2 钢的热处理A．室温力学性能1Cr17Ni2 钢的室温力学性能示于表4-21-7，回火对其力学性能的影响示于图4-21-1，钢的蠕变强度示于图4-21-2，钢的蠕变极限示于表4-21-8，钢的持久强度示于表4-21-9。
表4-21-7 1Cr17Ni2 钢的室温力学性能①摘自GB/T1120—1992，硬度为退火或高温回火后的数值；②实际生产检验值。
1Cr17Ni2 钢的蠕变极限试验温度/℃482 593 649蠕变极限σ/MPa 140 35 251/1000表3-21-9 1Cr17Ni2 钢的持久强度表4-21-10 1Cr17Ni2 钢的高温力学性能注：热处理：1030℃淬火，680℃回火。
名词解释【滞弹性】答：在实际材料弹性变形过程中应变落后于应力的现象叫做滞弹性.【加工硬化指数】答：加工硬化指数是反映材料开始屈服以后，继续变形时材料的应变硬化情况。
在数值上等于εεd ds S ，其值愈大，材料继续变形时硬化愈快。
【高周疲劳】答：在交变载荷作用下经长时间工作后而发生的断裂现象叫做疲劳，高周疲劳是指应力较低，应力交变频率较高情况下的疲劳，也就是通常所说的疲劳。
【应力腐蚀】答：材料或零件在应力和腐蚀环境作用下引起的破坏。
【磨粒磨损】答：当硬颗粒或某些硬金属碎片等在压力的作用下滑过或滚过零件表面时产生的磨损。
【包辛格效应】答：包辛格效应就是指原先经过变形，然后在反向加载时弹性极限或屈服强度降低的现象。
【低周疲劳】应力高(工作应力接近或大于材料的屈服强度) , 应力交变频率低 , 断裂时应力交变次数少(小于102~105次)的情况下产生的疲劳叫做低周疲劳.【腐蚀疲劳】答：材料或零件在交变应力和腐蚀介质的共同作用下造成的失效叫做腐蚀疲劳。
【氢脆】答：材料内部含有氢或使用环境与介质中有氢时引起的脆性。
【蠕变极限】蠕变极限是保证在高温长时间载荷作用下机件不致产生过量塑性变形的抗力指标.【平面应力状态】由于板材较薄, 在厚度方向可以自由变形，即在厚度方向的收缩不受限制，这种应力状态成为平面应力状态。
【疲劳门槛值】在裂纹扩展的第一阶段中，当△K 小于某一临界值△K th 时，疲劳裂纹不扩展，△K th 叫作疲劳门槛值。
【持久强度】持久强度是指材料在一定温度下和规定的持续时间内引起断裂的最大应力值，记作σt T (MN/m 2)【平面应变状态】由于板的厚度方向不能自由变形，即εz =0，根据虎克定律，εz=1/E[σz-ν(σx+σy)]=0，固有σz=ν(σx+σy)，这种应力状态就称为平面应变状态。
【弹性比功】弹性比功为应力－应变曲线下弹性范围内所吸收的变形功，即：弹性比功＝1/2(σe2/E)式中σe 为材料的弹性极限，它表示材料发生弹性变性的极限抗力。
3.3.1 温度不同用途的压力容器的工作温度不同。
钢材在低温、中温、高温下，性能不同。
高温下，钢材性能往往与作用时间有关。
介绍几种情况的影响:一、短期静载下温度对钢材力学性能的影响1、高温下在温度较高时，仅仅根据常温下材料抗拉强度和屈服点来决定许用应力是不够的，一般还应考虑设计温度下材料的屈服点。
2、低温下随着温度降低，碳素钢和低合金钢的强度提高，而韧性降低。
当温度低于20℃时，钢材可采用20℃时的许用应力。
韧脆性转变温度——（或脆性转变温度）当温度低于某一界限时，钢的冲击吸收功大幅度地下降，从韧性状态变为脆性状态。
这一温度常被称为韧脆性转变温度或脆性转变温度。
图 3-3 温度对低碳钢力学性能的影响(图3-4 低碳钢冲击吸收功和温度的关系曲线)低温变脆的金属：具有体心立方晶格的金属如碳素钢和低合金钢。
低温仍有很高韧性的金属：面心立方晶格材料如铜、铝和奥氏体不锈钢，冲击吸收功随温度的变化很小，在很低的温度下仍具有高的韧性。
二、高温、长期静载下钢材性能蠕变现象：在高温和恒定载荷的作用下，金属材料会产生随时间而发展的塑性变形，这种现象被称为蠕变现象。
一定的应力作用下，碳素钢（>420度）合金钢(>400-500度)时发生蠕变。
蠕变的危害:蠕变的结果是使压力容器材料产生蠕变脆化、应力松弛、蠕变变形和蠕变断裂。
因此,高温压力容器设计时应采取措施防止蠕变破坏发生。
1、蠕变曲线蠕变曲线三阶段：减速蠕变，恒速蠕变，加速蠕变。
oa线段——试样加载后的瞬时应变。
a点以后的线段——从a点开始随时间增长而产生的应变才属于蠕变。
蠕变曲线上任一点的斜率表示该点的蠕变速率。
ab为蠕变的第一阶段:即蠕变的不稳定阶段，蠕变速率随时间的增长而逐渐降低，因此也称为蠕变的减速阶段。
bc为蠕变的第二阶段:图3-5 蠕变应变与时间的关系在此阶段，材料以接近恒定蠕变速率进行变形，故也称为蠕变的恒速阶段。
cd为蠕变的第三阶段:在这阶段里蠕变速度不断增加，直至断裂。
应变片参数解析（1）应变片的电阻值：指应变片没有安装，也不受外力情况下，在室温下测定的电阻值。
我国生产的应变片电阻系列为60，120，200，350，500，1000欧姆。
制造厂家按阻值参数分装成包，注明每包应变片电阻的平均值及单个阻值与平均阻值的最大偏差。
（2）灵敏系数：应变片安装在单向应力状态的试件表面上，且其轴线与应力方向重合。
在单向应力作用下，应变片电阻的相对变化与沿其轴向的应变之比值称为灵敏系数。
它经抽样标定制造厂于包装上注明其平均名义值和标准误差。
它是使用应变片的重要数据。
（3）蠕变：在温度不变的情况下，安装有应变片的试件表面产生某恒定的应变，应变片的指示应变将时间稍有下降，此现象称为应变的蠕变。
（4）机械滞后：在温度不变的情况下，对安装有应变片的试件加载和卸载，当试件到达同一应变水平时，来比较应变片在相应过程中的两个指示应变，它们的差值，取在各种应变水平下的最大值，作为这批应变片的机械滞后量。
机械滞后现象总是存在，但经多次加卸载之后就趋于稳定。
因此，在使用应变片正式测量前，最好预先加载几次，以减少机械滞后的影响。
（5）绝缘电阻：指应变片引出线与安装应变片的构件之间的电阻值。
它用低压（30~100v）高阻（104MΩ）表测出。
使用应变片时，这个电阻值往往作为安装应变片时粘结层固化程度和是否受潮的标志。
（6）应变极限：温度不变，使试件应变逐渐加大。
当应变片的指示应变与实际应变的相对误差达到某规定值（10%）时，此时的试件应变为该应变片的应变极限。
（7）疲劳寿命：已安装的应变片，在一定幅值的交应变作用下，不致发生机械的或电气的损坏，而且其指示应变和真实应变的差值不超过某一规定数值的循环次数，为该应变片的疲劳寿命。
（8）横向效应系数：对于同一个单向应变值，应变片在与此应变方向垂直安装时的指示应变与沿此应变方向安装时的应变的比值（以百分数表示，称为横向效应系数）。
由于箔式应变片的独特设计及广泛使用，在一般测量精度下，横向效应系数可以不予考虑。
l360m的蠕变极限值
"L360M" 是指API规范中管道钢的材质牌号，属于API 5L标准中的一种。
具体而言，L360M表示的是X52M（X52模式）的管道钢，其蠕变极限值（Creep Limit）通常需要查阅相关的API 5L标准文档或直接向制造商咨询。
蠕变极限是指材料在长时间受到恒定荷载或温度下产生蠕变变形的最大应力。
蠕变是在高温和高应力环境中的塑性变形，通常在材料的长时间暴露于高温环境下才会发生。
要获取特定牌号（如L360M）的蠕变极限值，建议进行以下步骤：
1.查阅API标准文档：API 5L标准中会详细说明各种管道钢牌号
的机械性能要求，可能包括蠕变极限。
您可以查阅最新版本的
API 5L标准文档。
2.联系制造商：如果您具体使用的是某个生产商提供的L360M
材料，最直接的方式是直接联系制造商，他们通常能够提供详
细的材料性能数据。
3.其他技术资料：您还可以查阅相关的技术资料、产品手册或规
格表，这些文件通常包含了管道钢的各项性能指标。
请注意，具体的蠕变极限值可能会因不同的标准版本、生产商和具体的热处理状态而有所不同，因此最好直接查阅相关的技术文档或向生产商咨询以获取准确的数据。
