高温蠕变持久试验标准

金属高温蠕变及持久强度试验国内外标准比较郑开云【摘要】必要性.【期刊名称】《发电设备》【年(卷),期】2009(023)005【总页数】10页(P383-392)【关键词】金属材料;蠕变;持久;试验标准;试验规范【作者】郑开云【作者单位】上海发电设备成套设计研究院,上海,200240【正文语种】中文【中图分类】工业技术金属高温蠕变及持久强度' 试验国内外标准比较发电设备 (2009No ． 5)^’l ，，' ． ' ，，、：标准研究：^tI．I'IIlI ，金属吉 0 日同皿蠕变及持久强度试验国内外标准比较郑开云（上海发电设备成套设计研究院，上海 200240 ）摘要：蠕变和持久强度试验是评价金属材料高温长时性能最常用的试验方法，是火电装备零部件强度设计的主要依据。

目前国内外都制订了金属高温蠕变及持久强度试验标准。

通过对比研究国内外重要的蠕变及持久试验标准，包括：国家标准《 ;B/T2039) 、美国标准 (ASTME139) 、欧洲标准 (EN10291) 、日本 T 业标准 (JISZ2271) 和同际标准 (IS()204) ，以及欧洲蠕变合作委员会 (ECCC) 推荐试验要求，归纳总结了以上标准和规范的异同点，并对有关载荷、温度、试样等一些问题作了深入探讨，指出了统一试验规范的必要性。

关键词：金属材料；蠕变；持久：试验标准；试验规范中图分类号：TK225文献标识码：A文章编号：1671-086X(2009)00-0383-10 Comparison Between Domestic andOverseasStandards forHigh-temperature Creep, Creep-rupture and Stress-ruptureTestingofMetallic Materials ZHENG Kai-yun (ShanghaiPower Equipmeni Research Institute, Shanghai 200240. China) Abstract:Creep, creep-rupturc stress-rupturetestingarcgcnerallyusedtoevaluatethehigh- temperature long-term property of'metallicmaterials,ofwhichthetestingresultsareusuallytakenasthe basis forstrengthdesignofthermalpowerplantcomponents.Inordertospecifythetes tingmethodand promote theaccuracyoftestingresults.rclevantstandardsforhigh-temperaturecreep,creep-ruptureand stress-rupturctestinghavelongbeenestablishcdin manycountries.Bystudyingmajor standards,suchas GB/T209:3.ASTME139, EN10291,JIS22271.IS0204andECCCrecommendations.similaritiesand differencesofthesestandardsarebeingcomparedandsummarized,focusedon problemsrelatedtotest Joad,temperatureandtestspecimenetc,andhencethenecessityofunifyingthetestingstandardspropo sed. Keywords:metallic material;crecp;crecp~rupturc;testingstandard;testingcode金属材料高温蠕变及持久强度试验的基本方法是：在恒定的载荷和温度条件下，观测试样随时间延长产生的缓慢塑性变形和断裂现象，其中蠕变试验测定变形量随时间的变化，持久试验测定达到断裂的持续时间。

300~1000℃高温蠕变持久试验机用途：该高温蠕变持久试验机FLRJ系列主要用于金属材料、合金材料、复合材料及结构件在一定的温度和恒定的拉伸负荷作用下，测量金属材料的蠕变性能和持久性能，同时亦可做松弛试验馥勒高温蠕变持久试验机拥有国内领先的技术，精准测试，持久而稳定，广泛应用于冶金部门、科研机构、质检部门、航空航天、车辆制造、机械制造、石油化工、建筑材料、高等院校等部门。

满足标准：制造标准：Q/UHTS2000-2009《高温蠕变、持久强度试验机》检验标准：JJG276-2009《高温蠕变、持久强度试验机》试验方法：GB/T2039-1997《金属拉伸蠕变及持久试验方法》HB5151-1996《金属高温拉伸蠕变试验方法》HB5150-1996《金属高温拉伸持久试验方法》高温蠕变持久试验机主要技术参数：型号：FLRJ104-A1，FLRJ304-A1/A2，FLRJ504-A1/A2，FLRJ105-A2；最大试验力：10kN，30kN，50kN，100kN；试验机级别：0.5级/1级；试验力测量范围：0.2kN～10kN，0.6～30kN，0.75～50kN，1.0～100kN；试验力示值相对误差：示值的±1%以内/示值的±0.5%以内(A2)；上下夹头偏心率：≤10％；最小砝码力值：0.5N ，A1型1N / A2型0.5N，1N；杠杆比：1:15，1 :40，1:50，1:100；杠杆级数 1 级，1 级/2 级，2级；杠杆偏移量（自动调平范围）：±0.10mm，±0.12mm，±0.14mm；下拉杆移动速度：慢速（自动调平）2.5mm/min 快速50 mm/min；调平电机功率：180W，370W，550W，1.1KW；加载电机功率：100W；下拉杆行程：200W；电源：380V±10%；试验机高温炉部分技术参数：炉体：对开式/圆筒式；加热方式：三段加热；工作温度范围：200-1300℃；均温带长度：150mm；炉膛尺寸约：Φ90×300mm；变形分辨力：0.0001mm；300~1000℃高温蠕变持久试验机主要特点：网络采用485总线方式，通讯距离远，可靠性高，抗干扰能力强；自动调平采用PLC+变频器方式，电机启动平稳，避免了电机启动对试样产生的冲击；电动加荷，能根据设定自动加荷；馥勒试验机下夹具采用同步齿形带和滚珠丝杠传动，保证传动系统效率高，精度高，传动平稳，少维护；具有手动加、卸荷功能，意外停电时能有效地保护机器和试样；若有特殊试验需要，可特殊定制，馥勒建议您选购前咨询试验机专业销售工程师或技术工程师。

gbt4336-2024标准GB/T 4336-2024标准全称为《金属材料高温蠕变试验方法》（Methods for high temperature creep testing of metallic materials），是中国国家标准化管理委员会发布的一项标准。

该标准规定了金属材料在高温条件下进行蠕变试验的方法和要求。

蠕变是指材料在高温条件下由于持续应力而引起的延伸变形现象。

这种变形现象对于许多工程应用非常重要，如航空航天和核能等领域。

因此，了解材料的蠕变行为对于确保结构的安全性和可靠性非常重要。

GB/T4336-2024标准主要包括以下内容：1.蠕变试样的制备和检测：标准中详细描述了不同材料的蠕变试样的制备方法，如板材、棒材和焊接接头等。

此外，还规定了试样的尺寸和几何形状等要求。

检测方面，标准给出了试样的质量、尺寸和表面质量的要求。

2.蠕变试验的设备和条件：标准详细说明了进行蠕变试验时所需的设备和条件，包括试验机和加热炉等。

试验机需要满足一定的加载速率和加载方式，以确保试样在高温条件下受到一定的持续应力。

加热炉则需要满足一定的温度范围和温度控制能力。

3.蠕变试验的步骤和数据处理：标准给出了进行蠕变试验的具体步骤，包括试样的加载、试验条件的设定和试验过程的记录等。

此外，标准还提供了试验数据的处理方法，包括计算蠕变速率和蠕变寿命等参数。

GB/T4336-2024标准的发布对于金属材料的蠕变行为研究和应用具有重要意义。

该标准为科学研究和工程应用提供了统一的蠕变试验方法和标准，有利于准确评估和比较不同材料的蠕变性能。

此外，该标准还为金属材料在高温环境下的设计和使用提供了重要的参考依据。

总之，GB/T4336-2024标准是一项重要的金属材料试验标准，对于金属材料的蠕变行为研究和应用具有重要意义。

通过该标准的实施，可以提高金属材料的使用安全性和可靠性，促进材料科学的发展和进步。

第7章 材料在高温下的力学性能7.1 材料在高温下力学性能的特点有许多机件是在高温下工作的，如高压锅炉，蒸汽轮机、燃气轮机、以及化工厂的反应容器等，对于这些机件的性能要求，就不能以常温下的力学性能来衡量。

材料在高温下的力学性能明显地不同于室温。

首先，材料在高温将发生蠕变现象。

即在应力恒定的情况下，材料在应力的持续作用下不断地发生变形。

这样，材料在高温下的强度便与载荷作用的时间有关了。

载荷作用的时间越长，引起一定变形速率(如)或变形量的形变抗力(蠕变极限)以及断裂抗力(持久强度)就越低。

粗略地说，发生蠕变现象的温度，对金属材料约为T>0.3-0.4TM ；(TM为材料的熔点以绝对温度K计)；对陶瓷约为T>0.4-0.5TM ；对高分子材料为T>Tg，Tg为玻璃化温度，多数高分子材料在室温下就发生蠕变。

由于蠕变的产生，我们就不能笼统地说材料在某一高温下其强度是多少，因为高温强度与时间这一因素有关。

而材料在常温下的强度是不考虑时间因素的。

除非试验时加载的应变速率非常高。

材料在高温下不仅强度降低，而且塑性也降低。

应变速率越低，载荷作用时间越长，塑性降低得越显著。

和蠕变现象相伴随的还有高温应力松驰。

一个紧固螺栓在高温长时间作用下，其初始预紧力逐渐下降，这种现象也是由蠕变造成的。

另外，蠕变还会产生疲劳损伤，使高温疲劳强度下降，为此，必须研究蠕变和疲劳的交互作用。

材料在高温下的力学性能特点都是和蠕变过程紧密相连的。

第一，材料在变形时首先总是引起形变强化，蠕变之所以能发生，必然还伴随着一个变形的软化过程，这个软化过程就是高温回复。

第二，蠕变的变形机制必然与在常温下的不同。

材料在常温下的变形可通过位错的滑动产生滑移和孪晶两种变形型式。

而在高温下位错还可通过攀移，使位错遇到障碍时作垂直于滑移面的运动，如图7-0所示。

这样位错便不会阻塞在障碍面前，而使得变形能继续下去，这就是一个变形的软化过程。

可以粗略地说，蠕变就是位错的滑移和攀移交替进行的结果。

高温蠕变持久试验标准
高温蠕变持久试验标准是指在高温下进行的材料蠕变持久试验所需遵守的标准。

高温蠕变持久试验是一种对材料进行长时间高温下的蠕变行为测试的方法，通常用于评估材料的耐久性和可靠性。

在高温蠕变持久试验中，样品会被置于高温环境下，并承受一定的载荷，以模拟实际使用条件下的应力状态。

试验过程中记录样品的变形和应力等参数，以评估其蠕变行为和性能表现。

高温蠕变持久试验标准包括了试验条件、试样制备、试验方法、试验参数、测试结果评估等内容。

试验条件通常包括试验温度、试验时间、载荷大小等因素。

试样制备则要求样品的准备和处理符合一定的规范和标准。

试验方法则需要确保试验操作的可重复性和准确性。

试验参数则指对试样在试验过程中的变形、应力等参数进行监测和记录。

测试结果评估则需要根据试验结果进行数据分析和评估，以获得材料的蠕变行为和性能表现等信息。

高温蠕变持久试验标准的实施可以提高材料的性能和可靠性，为材料的设计、选择和应用提供可靠的依据。

同时，标准的遵守也可以保证试验结果的准确性和可重复性，从而提高试验数据的可信度和科学性。

因此，在进行高温蠕变持久试验时，需要严格遵守试验标准，以确保试验的有效性和可靠性。

ISO 204 金属材料—无间断轴向拉伸蠕变试验—试验方法标准英文名称Metallic materials — Uninterrupted uniaxial creep testing in tension — Method oftest标准编号ISO 204 实施年份1997标准中文名称金属材料—无间断轴向拉伸蠕变试验—试验方法适用范围适用于金属材料，包括金属和合金以及取自金属制品或构件材料的高温长时拉伸蠕变性能和持久性能的测定。

应用于金属材料检验，失效分析，选材及新金属材料研发等方面。

试验原理在恒定的高温下对试样施加恒定的轴向拉力或应力，拉伸至达到规定蠕变伸长或断裂，测定其蠕变或持久断裂性能。

测定性能参数蠕变伸长率持久断裂时间持久断后伸长率缺口试样持久断裂时间断面收缩率引用标准ISO 286-2：1988 IOS极限与配合系统第2部分：孔和轴用标准公差级和极限偏差表ISO 7500-2：1996 金属材料静态单轴试验机的校准第2部分：拉伸蠕变试验机力的校准ISO 9513-1999 金属材料单轴试验用引伸计的标定试验程序1）测量试样尺寸和计算长度；2）安装试样，检查同轴度，试样安装引伸计；3）试样加热升至规定温度并在试验期间温度；4）施加试验力，持久试验记录时间，蠕变试验记录变形；5）记录试验温度、蠕变变形－时间数据，记录持久断裂时间。

计算性能。

结果及试验报告国际标准编号：材料名称、试样标识；试验温度；试验结果。

关键词金属材料；高温蠕变试验；高温持久试验ISO 783 金属材料—高温拉伸试验标准英文名称Metallic materials—Tensile testing at elevated temperature标准编号ISO 783 实施年份1999标准中文名称金属材料—高温拉伸试验适用范围适用于金属材料，包括金属和合金以及取自金属制品或构件材料在高于35ºC至1000ºC的拉伸强度性能和延性性能的测定。

高温蠕变及持久试验的影响因素一，研究意义及目的在高温高压下工作的许多机器零件及构件，在承受长时间恒定静载荷作用的同时，还要受到腐蚀介质或表面活性介质的影响(例如压力容器、锅炉零件、化工和炼油设备的零部件、汽轮机和燃气输机等零件)。

特别是对于高温持久加载下长期工作的零构件，对机械性能有着很大的影响，所以研究在高温下蠕变变形及持久强度试验的影响因素具有特别重要的意义，而仅根据短时间的机械性能试验结果，不可能获得持久加载下各项性能的试验数据。

一些材料，由于组织稳定性较差，在持久加载下，特别是在高温持久加载下会出现松弛、脆化和形成裂纹等不良倾向。

人们为了详细了解金属材料在高温下的各种特性及持久、蠕变性能，制定了高温蠕变及持久试验方法。

其特点是：1.用持久静力加载试验方法测定塑性变形抗力，是指测定不同规定的塑性变形量下的蠕变极限，不同加载时间和不同试验温度下的蠕变极限；2.在持久静载荷作用下测定断裂抗力和塑性指标，把试样试验到断裂，测定金属材料在其恒定载荷下直至断裂可经历的时间和测定断裂时的最大塑性指标。

这样的试验称为持久拉断试验或叫持久强度试验，它是对蠕变试验和松弛试验的补充，正如判断强度极限σb和塑性指标δ、ψ值一样。

二，不同试验条件对蠕变试验的影响影响蠕变试验结果的因素是很多的，有内在因素的影响，如金属材料的化学成份、晶粒度大小、宏观缺陷和显微组织、材料的各种不同加工工艺 (铸造方法、冷热机械加工、热处理条件及焊接工艺)等。

而我们要讨论的主要是同试验方法有关的在不同试验条件下对蠕变数据的影响，例如：1.温度波动的影响2.蠕变数据自身分散性的影响3.仪器故障或中途停电对蠕变试数据的影响4.引伸计的误差及偏心度对蠕变数的影响5.加载荷重偏心度对蠕变试验的影响6.测量精度不同对蠕变数据的影响7.试验时间长短不同对蠕变试验的影响8.升温及保温时间不同对蠕变数据的影响9.试样尺寸因素的影响为了具体讨论和研究上述诸问题各种影响因果，我们做了大量的试验研究工作，分别描述如下：1.温度波动对蠕变数据的影响在较长时间的高温试验时，试验温度在一定范国内的瞬间波动是不可避免的，而波动温度的大小及持续时间的长短，除了需要精密的控温仪器外，还需要有试验人员经常检查和调试。