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持久强度 对某些高温零件，如锅炉中的过热蒸气管，对蠕变变形要求并不严格，主要是要求在使用期间不发生爆破，因此，对过热蒸气管主要性能为持久强度，在设计时主要以持久强度作依据，而蠕变极限作为校核使用。对那些严格限制其蠕变变形的高温零件如蒸汽轮机和燃汽轮机叶片，虽然在设计时以材料的蠕变极限作为主要参考，但也必须要有持久强度的数据，用它来衡量材料使用中的安全可靠程度。经验表明，材料的蠕变极限和持久强度的比值应在以下范围 http://www2.zzu.cn/classware/clkx/menu/lixue/charp7/gongshi/44.gif
& _& [5 d! Z' x6 \ 和蠕变试验一样，要想知道材料在高温下经1万乃至10万小时以上的持久强度，仍用外推法。外推时沿用的断裂时间t和应力http://www2.zzu.cn/classware/clkx/menu/lixue/charp7/gongshi/45.gif的关系为1 J& e( B6 `/ z
http://www2.zzu.cn/classware/clkx/menu/lixue/charp7/gongshi/46.gif; }) v" t2 n/ O7 |3 h0 d
式中A，B是与试验温度及材料有关的常数，对公式取对数，则得
$ P4 O0 P1 x9 Z5 |, N
" z- \: t p9 O3 Y3 R2 M! M9 Z8 J) h) t+ R: N* Q/ b
http://www2.zzu.cn/classware/clkx/menu/lixue/charp7/7-3.ht2.gif 3 \: H$ P4 R; s/ P( u9 l- e
3 Z' y- [5 }6 {! V% J2 x1 J- B0 w, E/ q3 G' }+ A9 c# m
作logt-logσ图,由直线关系可从断裂时间较短的数据，外推到长时间的持久强度。这里同样需注意，和获得蠕变数据一样，外推数据的时间只能比试验数据的时间高一个数量级，否则数据将不可靠。对锅炉钢的试验表明，碳钢与钼钢在500℃下作持久强度试验时发现，在二三千小时就出现折点，所以持久强度的试验时间应长于出现折点的时间，做出折线后才能外推。图7-3表示锅炉钢12CrMoV将实验数据外推到105小时后获得的持久强度值。http://www2.zzu.cn/classware/clkx/menu/lixue/charp7/flash/图7-3.GIF
* W3 H2 W; E* B- m 作持久强度的测定时，还可测量试样断裂时的延伸率。在高温长时断裂后的延伸率称为持久塑性。它是一个衡量材料蠕变脆化的重要指标。如果持久塑性过低，对缺口就很敏感，这对容易发生局部变形(因而有多向应力)的零件将很重要，一般要求持久塑性不低于3％～5％。 R2 ^* l+ K; U5 B! T4 E3 j5 X
上面所讲的持久强度的确定,是在恒定温度下由短时间的断裂应力外推长时间的断裂应力,欲求不同温度和时间的持久强度,就需要一系列温度的断裂应力曲线,这是比较麻烦的.有许多学者综合考虑温度和时间的影响,并以一参数表示,亦即高温短时间所产生的蠕变断裂效果等同,这样可简便地通过参数值来求不同温度下的持久强度,以及通过高温短时试验来推测低温长时间下和持久强度.. k% \9 o$ N8 w1 I
考虑温度和时间共同影响并以参数表示和,现在最常用的一种,叫做Larson-Miller参数.该参数具体表示为P=f(σ)=TA(logtR+C)，式中TA为试验温度,以http://www2.zzu.cn/classware/clkx/menu/lixue/charp7/gongshi/52.gif度量,t为时间,以小时计,C为一常数可由实验确定.
7 w7 |, B/ T1 u 1 H7 U+ p$ C7 `9 Y9 v6 x- w- [' j
The creep rupture data were basically analyzed for individual heat and fitted to a regression equation of logarithmic stress using the time-temperature parameter (P) of Larson-Miller (LM).
# K" T) t' {, X* x& F+ H$ D* ^http://inaba.nims.go.jp/ontology/image/lm/lm1.gif The master rupture curve equation for the fit was of the form:
% \& [! U3 ^+ ~# B6 xhttp://inaba.nims.go.jp/ontology/image/lm/lm6.gif
, i9 I8 Q1 ~- H+ O' sThe values of constants were optimized to produce the smallest residual sum of squares for log ( tR ). The degree of regression equation ( k ), orthogonal polynomials up to fifth degree, was determined by the F-test at 5% level of significance based on the analysis of variance. & A: A/ f$ |* E7 F8 }2 u' ^
The values of creep rupture strength evaluated from the above time-temperature parameter (TTP) analysis for each heat are shown in the corresponding rupture curve, isothermal creep rupture curve and minimum creep rate equations have been derived by treating some heats en bloc.
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7 `& v6 o- x) F. ^# HLarson-Miller (LM) parameter fit to creep-rupture data8 [4 n1 x' G1 {# V
http://inaba.nims.go.jp/ontology/image/lm/lm13.gif$ m! r* {4 u' Q. m( Z
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Regression coefficients of Larson-Miller parameter for minimum creep rate& v6 S# q5 _0 d- l+ `3 E
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: X L5 {9 x6 u( C& I
Regression equation for isothermal creep-rupture data
5 u, D0 V) O: U3 f& Uhttp://inaba.nims.go.jp/ontology/image/lm/lm15.gif
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发表于 2008-1-13 11:14:08
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