我們只聽說過金屬緊固件,殊不知在在應(yīng)力和高溫的長(zhǎng)期作用下,會(huì)產(chǎn)生永久變形的失效現(xiàn)象,就是我們不曾聽過的蠕變現(xiàn)象,晶粒沿晶界滑動(dòng)產(chǎn)生形變是蠕變的主要機(jī)理。當(dāng)形變溫度升高到0.35——0.7Tm(Tm是熔點(diǎn)的絕對(duì)溫度)時(shí),晶界附近的薄層區(qū)域內(nèi)發(fā)生恢復(fù)而軟化,形變得以進(jìn)行。變形后又產(chǎn)生畸變,于是需要再恢復(fù)和再軟化,以保持形變?cè)谶@些區(qū)域中繼續(xù)進(jìn)行,這就是所謂的晶界滑動(dòng)。由于恢復(fù)需要一定溫度和時(shí)間,因而晶界滑動(dòng)要在高于某一定溫度的條件下才能進(jìn)行。
金屬緊固件拉伸蠕變曲線,大致會(huì)經(jīng)歷三個(gè)環(huán)節(jié)。
第一階段,蠕變速率由快逐漸變緩,它與晶體缺陷的重新分布有關(guān)。
第二階段,表明硬化與恢復(fù)這兩種機(jī)理處于平衡狀態(tài),蠕變速率恒定。這一階段在蠕變的全過程中占據(jù)較大的比例。
第三階段,表現(xiàn)為蠕變速率加快,此時(shí)金屬的形變硬化已不足以阻止金屬的變形,而且有效截面的減小,促使蠕變速率加快,最后導(dǎo)致斷裂。
并非任何材料的蠕變曲線均出現(xiàn)上述三個(gè)階段,因蠕變過程使預(yù)緊零件的尺寸產(chǎn)生變化而導(dǎo)致失效的現(xiàn)象稱為熱松弛。如用于緊固件壓力容器法蘭盤的螺栓,在溫度和應(yīng)力的長(zhǎng)期作用下,因蠕變而伸長(zhǎng),導(dǎo)致預(yù)緊力減小,因此可能造成壓力容器的泄漏。
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