蠕變斷裂強度是指在蠕變斷裂試驗中，在規定溫度和規定時間內，引起材料斷裂的應力稱為該溫度和時間下的蠕變斷裂強度。也稱待久強度。
基本介紹
- 中文名：蠕變斷裂強度
- 外文名：Creep rupture strength
- 學科：冶金工程
- 領域：冶煉
- 別稱：待久強度
- 出現於：蠕變斷裂試驗
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介紹
蠕變斷裂強度隨要求的時間增加和溫度升高而降低。材料產生蠕變斷裂是由於蠕變中生成的孔洞逐漸長大和合併，最終出現巨觀的縫隙，導致斷裂發生。該階段中，試樣的蠕變速度明顯呈遞增狀態，實際上已經失去了工作能力。
影響
通過改變晶界形態強化晶界是改善多晶耐熱合金高溫強度最有效的途徑之一。對於奧氏體耐熱鋼，鋸齒形晶界可阻止晶界裂紋的發生與擴展，但對具體的強化機制尚不完全清楚。鋸齒形晶界的強化作用是由於阻礙晶界滑移引起的，尤其對高溫下常見的晶界破壞起重要作用。隨著晶界滑移長度的減小，連線於三個方向晶界的交界點（稱三重點）的應力集中程度降低，發生延性的沿晶斷裂。分析表明，高溫下的原子擴散降低了晶界處三方向的應力集中。並且認為，鋸齒形晶界同直線形晶界相比，三重點裂紋的發生和傳播受到阻礙。但仍不清楚晶界裂紋的發生與擴展同晶界滑移的定量關係。對帶有鋸齒形晶界與平直晶界的21Cr-4Ni-9Mn耐熱鋼在600--1000℃溫度範圍內的蠕變斷裂強度進行了研究。帶鋸齒形晶界的試驗鋼（稱S鋼）晶界有較粗顆拉的M23C6碳化物，帶平直晶界的試驗鋼（稱N鋼）晶界具有連續分布的晶界碳化物。S鋼的每段平均晶界長度為2 x 10-5m， N鋼晶界長度約為5.72 x 10-5m，二者晶校的平均直徑均為9.9 x 10-5m。蠕變斷裂試驗在通常的單槓桿式蠕變斷裂裝置上進行，最高載荷達19.6kN。試驗前，在∅5 x 130mm的光滑圓形試樣上用刀尖刻劃0.2或0.3mm間距的劃線，以評價晶界滑移。疲勞試驗後對表面萃取復型和鍍金，然後在掃描電鏡上作晶界滑移的測定。主要結果:在試驗溫度範圍內S鋼試樣的蠕斷變裂強度和壽命均高於N鋼試樣。
試驗
在198MPa應力的蠕變試驗中，S鋼發生起始裂紋時的應變數為0.044，N鋼則為0.030，而且S鋼出現三重點裂紋後的裂紋擴展壽命也相對地長。兩種鋼在900℃蠕變時的第三蠕變階段均較，700℃蠕變時的長。在900℃以上的高溫下由於顯著的氧化作用助長了晶界裂紋的發生，並且不出現三重點裂紋。由於高溫下原子擴散的加劇而引起動態回復，導致鋸齒形晶界阻礙晶界滑移的作用降低。總之，具有鋸齒形晶界的耐熱材料，可阻止高溫蟋變下晶界裂紋的發生，而且一旦發生裂紋後，也可降低裂紋的擴展速度。在相同長度的蠕變晶界裂紋情況下，鋸齒形晶界試樣的裂紋擴展速度僅為平直晶界試樣的1/2-1/3。認為在900℃的高溫下以裂紋縫隙的轉折阻止裂紋的擴展很可能是鋸齒形晶界最重要的強化機構。
總結
蠕變斷裂強度和蠕變極限一樣，也是一個條件性參數，所以表示該值時也要把規定的條件一起表示出來。從蠕變開始到試樣斷裂的總時間稱為蠕變斷裂壽命，是蠕變斷裂試驗中可測得的一個重要參數。
