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已有 2187 次阅读 2022-9-22 11:09 |系统分类:科普集锦|文章来源:转载


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首先要知道,应力和温度在金属材料的退化中有着重要的作用(这个都不懂的可以回看雨哥专栏的下一篇文章)

所以,对于金属材料来说,不同的应力和温度的组合将导致不同的蠕变变形机理,关于这点,Ashby在1972年总结出了一张关于creep的变形机理图。其中,横坐标是T/Tm(当前温度/该金属熔化温度),纵坐标是t/u(剪切应力/剪切模量)。

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从上图中,我们可以看到,金属的蠕变变形机理主要分为两大类:一是基于扩散的蠕变机理;二是基于位错的蠕变机理。下面我们将分类介绍两类机理

  • 基于扩散的蠕变机理(该种机理下有两种组合,相应地有两种变形机理)

1. 对应组合:低应力;中→高温度

主要的蠕变机理是:Coble creep(Coble,1963;又叫晶粒边界扩散机理)

原子沿着晶粒边界界面的A区域→晶粒边界界面的B区域

2. 对应组合:低应力;更高温度

主要的蠕变机理是:Nabarro-Herring creep(Nabarro,1948;Herring,1950;又叫体积扩散机理)

原子从承受拉应力的边界→承受压应力的边界(通过空位迁徙)

总结:
Coble creep 比 N-H creep 对晶粒的敏感度更高;
Coble creep 相比 N-H creep,需要的激活能量更低,更易发生。
situation:正常工况下的电厂构件

  • 基于位错的蠕变机理

对应组合:更高应力;中→高温度

mechanism: 位错滑移,直至碰到阻碍物(析出物、溶质、其他位错),变得不可移动
另外,由于高温下原子扩散,位错从所在的滑移路径进行爬升

model: 位错蠕变可以使用 Norton creep law 进行模拟

situation:电厂构件应力集中状态下(例如在高应变率下的焊缝)





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