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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。
