蠕变

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蠕变(英语:Creep),也称潜变,是在应力影响下固体材料缓慢永久性的移动或者变形的趋势。它的发生是低于材料屈服强度的应力长时间作用的结果。当材料长时间处于加热当中或者在熔点附近时,蠕变会更加剧烈。蠕变常常随着温度升高而加剧。

蠕变变形发生的温度范围因材料不同而不同。例如,钨需要几千度才能发生蠕变变形,然而冰将在冰点下蠕变。通常,在金属熔点的大约30%和陶瓷熔点的40%-50%时蠕变效果开始逐渐明显。事实上,任何材料在接近其熔点的时候都会蠕变。由于最低温度和熔点有关,蠕变可以在相对较低的温度下在一些材料上发生,如塑料和低熔点金属,包括许多焊料。室温蠕变可以很明显的发生在旧的铅热水管上。

蠕变在低温下也会发生,但只有达到一定的温度才能变得显著,称该温度为蠕变温度。对各种金属材料的蠕变温度约为0.3Tm,Tm为熔化温度,以热力学温度表示。通常碳素钢超过300-350℃,合金钢在400-450℃以上时才有蠕变行为,对于一些低熔点金属如铅、锡等,在室温下就会发生蠕变。

在开始的阶段,或者初步蠕变,形变率相对较大,但是随着应变的增加减慢。这主要来自形变硬化。形变率最后达到一个最小值并接近常数。这是由于形变硬化和退火(热软化)的一个平衡。这个阶段就是第二阶段或者稳态蠕变。这个阶段最被了解。“蠕变应变率”就是指这一阶段的应变率。应力和应变率的关系随蠕变机制不同而不用。在第三阶段,由于颈缩现象,应变率随着应变增大指数性的增长。

1 改善蠕变可采取的措施有:

(1).高温工作的零件要采用蠕变小的材料制造,如耐热钢等;

(2).对有蠕变的零件进行冷却或隔热;

(3).防止零件向可能损害设备功能或造成拆卸困难的方向蠕变。

铸造砂型(砂芯)起模后的变形叫蠕变。如:酯固化水玻璃自硬砂砂型(芯)起模后常发生蠕变。改善蠕变可采取的措施有:尽可能缩短可使用时间;用复合固化剂;砂型强度允许条件下少加水玻璃;适当增加固化剂加入量;鼓热风强制硬化。

2 对于结构材料的抗蠕变性能的提高

(1):材料在其Tg(玻璃化温度)以下使用。(2)使大分子产生交联。

(3):主链引入芳杂环或极性基团

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