钢材在低温、中温、⾼温下,性能不同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。
摘要低碳低合金钢Q345D具有强度高、韧性高、抗冲击、耐腐蚀等优良特性，因而倍受广泛地应用于各个方面。
，连铸技术因为具有可以大幅提高金属收得率、改善铸坯质量和节约能源等显著优势，因而在生产钢材的各种方法中得到了最为广泛的应用。
本文通过对Q345D钢的高温力学性能热模拟实验及其高温凝固相转变规律的研究，进一步了解该钢种的高温特性，以期为铸坯质量的提高提供理论依据。
对于Q345D高温力学性能的研究主要是通过热模拟试验机模拟金属热变形的整个过程，得到其热变形过程中热强度、热塑性、显微组织以及相变行为并对其进行分析整理总结。
本文通过使用Gleeble-1500D热模拟试验机，对Q345D钢进行高温拉伸实验，获得该钢在800℃~1200℃温度下的屈服强度、抗拉强度及延伸率、断面收缩率等数据。
对以上数据进行分析，可以得出：在800℃~850℃温度区间，随着温度的升高，屈服强度、抗拉强度分别从800℃的39.10MPa、83.61MPa提高到850℃的40.01MPa、93.10MPa；在900℃~1300℃温度区间内，随着温度的升高，其屈服强度和抗拉强度分别从900℃的33.53MPa、91.16MPa降低到1300℃的8.45MPa、19.85MPa。
对于该钢的热塑性，800℃~900℃温度区间内随温度升高，其延伸率、断面收缩率分别从800℃的9.11%、77.7%提高到900℃的23.58%、79.3%升高；在1000℃~1200℃温度区间内，延伸率、断面收缩率变化比较平缓；1200℃以后随温度升高，延伸率、断面收缩率急剧降低，在1300℃时其数值分别为11.75%、48.5%，表明其热塑性下降。
Q345D的高温凝固相转变规律是通过自行研制的可控高温凝固相变实验装置进行的，对于加热到熔化状态下的钢样通过控制冷速冷却到不同温度，然后淬火保留高温组织的方式研究其组织的转变行为。
对所得试样金相组织观测得出：在液态下直接淬火时，冷却速度越快，所得到的晶粒越为细小；在冷速为20℃/min的冷却速度下，Q345D钢的液、固相线温度点分别为1515℃和1460℃，在该区间内，残留高温铁素体的含量随着结束控制冷速冷却温度的降低而升高；在2℃/s的冷却速度下，在1515℃和1460℃温度点仍然有高温铁素体相的存在，但是与同温度下以20℃/min的冷却速度得到的试样相比，高温铁素体相的含量有明显不同。
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。
