极端温度对金属材料的影响_第1页
极端温度对金属材料的影响_第2页
极端温度对金属材料的影响_第3页
极端温度对金属材料的影响_第4页
全文预览已结束

下载本文档

版权说明：本文档由用户提供并上传，收益归属内容提供方，若内容存在侵权，请进行举报或认领

文档简介

在任何涉及到极低、极高温或大幅热振荡的应用设计阶段，必须考虑到温度对金属材料带来的影响。

冶金学可以研究金属在宽温度范围内的表现方式，以及特定的金属或组合是如何有助于减缓负面影响的。低温带来的难题

低温会导致金属的延展性（Ductile）丧失和脆化（Brittle），其临界点称为韧脆转变温度（DBTT）。

AlexandreFleurentin是冶金、热处理领域的专家，他解释道：在最终破裂之前，延展性材料首先变形，当负荷超过其屈服强度时，脆性材料更可能立即断裂。

随着温度降低，许多材料在DBTT点由延展性转变为脆性。显然，与变形相比，破碎更可能产生负面影响，并且在极低的温度条件下，钢材通常倾向于对冲击更加敏感，并且在突然冲击或弯曲的情况下存在破裂风险。该特性接近弹性并且在冲击试验下加以评估。

另一方面，较低的温度经常导致金属的机械拉伸强度增加，并且在断裂时延展率较低。为保持高机械强度并获得脆性更低的材料，通常首选镍和氮含量高的奥氏体不锈钢。高温甚至更为复杂

在极高温度条件下，会发生一些可逆现象，而其他则为永久性。出现可逆现象时，如果温度恢复到正常水平则恢复原来状态，包括暂时失去机械拉伸强度以及延展性变化。

出现永久性现象时，高温条件下发生的老化和热处理过程可能导致过度回火，进而致使抗疲劳性降低。因此，使用时的温度也应保持在钢材的退火或回火温度以下。

在不锈钢中，高温会导致保护性钝化层丧失或减少，因此在这种温度条件下，设计人员必须注意环境因素，例如湿度以及大气中的某些元素。“即使是对金属性能具有间接影响的流体也会受到影响，”Fleurentin提到，“例如，在高温时，一些润滑剂如二硫化钼会改变性能并完全丧失其润滑能力，从而导致后续问题。”蠕变和弛豫也具有热活化性

蠕变和弛豫的现象，通常存在有害影响，也可以在高温下活化。蠕变（a）是指，即使低于材料的屈服强度，材料由于持续的机械应力而缓慢且永久地变形。

弛豫（b）是指，即使最初负载在其屈服强度以下，当材料暴露于固定应变时，通过将部分弹性变形转变为塑性变形而释放应力。

即使在或变形超过材料的屈服强度之前，如果经受高温，也更容易发生金属的蠕变或弛豫。蠕变或弛豫的程度取决于应力的大小、温度以及暴露时间。对于某些轻合金和不锈钢，这些现象可以在大约200℃的温度条件下被激活，而有些轻合金、不锈钢则可在100℃以下被激活。为了满足真正具有挑战性的应用，设计人员可以选择使用镍基或钴基抗蠕变合金。请记住，蠕变和弛豫会在变形或应力消除方面永久性地改变零部件。

极端温度的另一个结果是，由于物理原因，材料与温度比例地膨胀或收缩。因此，当钢结构中的温度升高时，原子开始越来越振动。这种剧烈热振荡反过来导致原子间的距离增加，从而导致材料膨胀。

随着温度升高而发生的实际膨胀由线性热膨胀系数（CTE）加以说明，通常在20℃条件下为各种材料进行定义。这种现象通常在特定温度范围内保持恒定，例如0至

人人文库> 全部分类> 教育资料 > 辅导培训

温馨提示

  • 1. 本站所有资源如无特殊说明，都需要本地电脑安装OFFICE2007和PDF阅读器。图纸软件为CAD,CAXA,PROE,UG,SolidWorks等.压缩文件请下载最新的WinRAR软件解压。
  • 2. 本站的文档不包含任何第三方提供的附件图纸等，如果需要附件，请联系上传者。文件的所有权益归上传用户所有。
  • 3. 本站RAR压缩包中若带图纸，网页内容里面会有图纸预览，若没有图纸预览就没有图纸。
  • 4. 未经权益所有人同意不得将文件中的内容挪作商业或盈利用途。
  • 5. 人人文库网仅提供信息存储空间，仅对用户上传内容的表现方式做保护处理，对用户上传分享的文档内容本身不做任何修改或编辑，并不能对任何下载内容负责。
  • 6. 下载文件中如有侵权或不适当内容，请与我们联系，我们立即纠正。
  • 7. 本站不保证下载资源的准确性、安全性和完整性, 同时也不承担用户因使用这些下载资源对自己和他人造成任何形式的伤害或损失。

最新文档

评论

0/150

提交评论