蠕变断裂强度

蠕变断裂强度是指在蠕变断裂试验中，在规定温度和规定时间内，引起材料断裂的应力称为该温度和时间下的蠕变断裂强度。也称待久强度。

蠕变断裂强度介绍

蠕变断裂强度随要求的时间增加和温度升高而降低。材料产生蠕变断裂是由于蠕变中生成的孔洞逐渐长大和合并，最终出现宏观的缝隙，导致断裂发生。该阶段中，试样的蠕变速度明显呈递增状态，实际上已经失去了工作能力。

蠕变断裂强度影响

通过改变晶界形态强化晶界是改善多晶耐热合金高温强度最有效的途径之一。对于奥氏体耐热钢，锯齿形晶界可阻止晶界裂纹的发生与扩展，但对具体的强化机制尚不完全清楚。锯齿形晶界的强化作用是由于阻碍晶界滑移引起的，尤其对高温下常见的晶界破坏起重要作用。随着晶界滑移长度的减小，连接于三个方向晶界的交界点（称三重点）的应力集中程度降低，发生延性的沿晶断裂。分析表明，高温下的原子扩散降低了晶界处三方向的应力集中。并且认为，锯齿形晶界同直线形晶界相比，三重点裂纹的发生和传播受到阻碍。但仍不清楚晶界裂纹的发生与扩展同晶界滑移的定量关系。对带有锯齿形晶界与平直晶界的21Cr-4Ni-9Mn耐热钢在600--1000℃温度范围内的蠕变断裂强度进行了研究。带锯齿形晶界的试验钢（称S钢）晶界有较粗颗拉的M₂₃C₆碳化物，带平直晶界的试验钢（称N钢）晶界具有连续分布的晶界碳化物。S钢的每段平均晶界长度为2 x 10m， N钢晶界长度约为5.72 x 10m，二者晶校的平均直径均为9.9 x 10m。蠕变断裂试验在通常的单杠杆式蠕变断裂装置上进行，最高载荷达19.6kN。试验前，在∅5 x 130mm的光滑圆形试样上用刀尖刻划0.2或0.3mm间距的划线，以评价晶界滑移。疲劳试验后对表面萃取复型和镀金，然后在扫描电镜上作晶界滑移的测定。主要结果:在试验温度范围内S钢试样的蠕断变裂强度和寿命均高于N钢试样。

蠕变断裂强度试验

在198MPa应力的蠕变试验中，S钢发生起始裂纹时的应变量为0.044，N钢则为0.030，而且S钢出现三重点裂纹后的裂纹扩展寿命也相对地长。两种钢在900℃蠕变时的第三蠕变阶段均较，700℃蠕变时的长。在900℃以上的高温下由于显著的氧化作用助长了晶界裂纹的发生，并且不出现三重点裂纹。由于高温下原子扩散的加剧而引起动态回复，导致锯齿形晶界阻碍晶界滑移的作用降低。总之，具有锯齿形晶界的耐热材料，可阻止高温蟋变下晶界裂纹的发生，而且一旦发生裂纹后，也可降低裂纹的扩展速度。在相同长度的蠕变晶界裂纹情况下，锯齿形晶界试样的裂纹扩展速度仅为平直晶界试样的1/2-1/3。认为在900℃的高温下以裂纹缝隙的转折阻止裂纹的扩展很可能是锯齿形晶界最重要的强化机构。

蠕变断裂强度总结

蠕变断裂强度和蠕变极限一样，也是一个条件性参数，所以表示该值时也要把规定的条件一起表示出来。从蠕变开始到试样断裂的总时间称为蠕变断裂寿命，是蠕变断裂试验中可测得的一个重要参数。