高温下材料的力学性能分析

在高压锅炉、蒸汽轮机、燃气轮机、航空发动机，以及化工厂的反应容器中，有许多机件是在高温下工作的。对于这些机件的性能要求，以常温下的力学性能来衡量是不恰当的，因为材料在高温下具有明显的不同于室温的力学性能。材料在高温下的力学行为的一个重要特点就是产生蠕变。所谓蠕变是指材料在较高的恒定温度下，当外加应力低于屈服强度时，材料会随着时间的延长逐渐发生缓慢的塑性变形的现象。由于蠕变而导致的材料断裂称为蠕变断裂。金属材料、陶瓷在较高温度（0.3～0.5）Tm（其中Tm是材料的熔点，以绝对温度表示）时会发生蠕变，高分子材料在室温下就可能发生蠕变。

常用的材料蠕变性能指标为蠕变极限和持久强度。对于金属材料，可按GB/T2039—2012《金属材料单轴拉伸蠕变试验方法》进行测定。

蠕变极限是指在给定温度T（单位为℃）下和规定的试验时间t（单位为h）内，使试样产生一定蠕变伸长量所能承受的最大应力，用符号表示。例如：表示材料在900℃、500h内，产生0.3%变形量所能承受的最大应力为600N/mm2。(www.xing528.com)

持久强度表征材料在高温载荷长期作用下抵抗断裂的能力。以试样在给定温度T（单位为℃）经规定时间t（单位为h）不发生断裂所能承受的最大应力作为持久强度，用符号表示。例如：，表示材料在800℃，经600h所能承受的最大断裂应力为700N/mm2。

某些在高温下工作的机件，其蠕变变形很小或对变形要求不严格，只要求在规定的使用期内不发生断裂时，要用持久强度作为评价设计、选材的依据。