铁基合金蠕变寿命预测的方法与注意事项

大量实验结果表明，lgε～lgt近似成直线关系，如图7-16所示，并可用下式来描述：

图7-16 lgε-lgt蠕变曲线

lgε=A+αlgt或ε=At^α （7-6）

式中 ε——蠕变真应变；

A、α——与材料、温度有关的常数；

t——时间。

式（7-6）对时间微分，得

令αA=b，1-α=n，则

即

由式（7-4）和式（7-7）：(www.xing528.com)

当材料、温度一定时，有

t=Bσ^-N （7-8）

式中 B、N——与材料、温度有关的常数。

对数坐标中，t与σ为直线关系，因此当有零件材料在某使用温度（T）下较短时间（一般试验时间为1%～10%所期望的使用寿命）的蠕变性能实验数据时就可图解出B、N值。可利用式（7-8）来预测该材料制成的零件在该温度下各种载荷时的安全寿命。当无足够的实验数据时，只要知道该材料的持久极限和或和，可由式（7^-8）得

同样利用式（7-9）和式（7-10），亦可预测出该材料制成的零件在该温度下不同受力时的寿命。

式（7-10）中考虑到有时要求使用寿命超过10⁵ h及N值在长寿命时可能发生变化的情况。因为使用过程中，由于组织构成的变化，N值的变化是完全可能的（见图7-17），处理实际问题应加以注意。

图7-17 铁基合金lgσ-lgt蠕变曲线

进行寿命预测还有许多方法，如正常应力短时实验法（Abrige Method of Creep Testing）、高应力加速试验法（Mechanical Acceleration Method of Creep Testing）和高温加速试验法（Thermal Acceleration Method of Creep Testing）等实验图解法以及Larson-Miller参数法和Manson-Haferd参数法等分析法，可参见J.A.Collins的《Failure of Materials in Mechanical Design》（Analysis Prediction Prevention）（1981）。实际工作中可根据具体情况进行选用。