焊点高温蠕变性能测试

焊点高温蠕变性能测试
焊点高温蠕变性能测试

焊接点高温蠕变性能测试

(1)焊接接头短时高温拉仲强度试验:焊接接头在高温下工作时,其强度、塑性与在常温下工作时有所不同。高温短时拉伸试验按GB 2652-89《焊缝及熔敷金属拉伸试验法》及GB 4338-84《金属高温拉伸试验方法》的规定进行,以求得不同温度下的抗拉强度、屈服点、伸长率及断面收缩率。

(2)焊接接头的高温持久强度试验:在高温下,载荷持续时间对材料力学性能有很大影响,例如高压燕汽锅炉管道,虽然所承受的应力小于工作温度下的屈服点,但在长期的使用过程中,可能导致管道破裂。对于高温材料,必须测定其在高温长期载荷作用下抵抗断裂的能力,即高温持久强度(在给定的温度下,恰好使材料经过规定时间发生断裂的应力值)。

材料的高温持久试验按GB 6395-86(金属高温持久强度试验方法》的规定进行.在试验中测定试样在给定温度和一定应力作用下的断裂时间,用外推法求出数万小时甚至数十万小时。同时还可测出反映高温时持久塑性-伸长率及断面收缩率。

(3)焊接接头的蠕变断裂试验

金属在长时间恒温、恒应力作用下,发生缓慢的塑性变形的现象称为蠕变。蜗变可以在单一应力(拉力、压力或扭力)下产生,也可在复合应力下产生。典型的蠕变曲线如图3-14所示。Oa为开始加载后所引起的瞬时变形;ab为蠕变第l阶段,在这个阶段中蠕变的速度随时间的增加而逐渐减小;bc为蠕变第Ⅱ阶段,蠕变速度基本不变;ed为蠕变第Ⅲ阶段,在这个阶段中,蠕变加速进行,直到d点断裂。

蠕变极限是试样在一定温度下和在规定的持续时间内,产生的蠕变形量或蠕变速度等于某规定值时的最大应力,可通过蠕变断裂试验来测定。例如汽轮机叶片在长期运行中,只允许产生一定的变形量,在设计时必须考虑到蟠变极限。

焊接接头的蠕变断裂试验可按GB 2039-80《金属拉伸蠕变试验方法》的规定进行。

一种镍基单晶高温合金的蠕变各向异性

1366金属学报第45卷 图2【ool】及【011】取向合金拉伸蠕变曲线 Fig?2Tensilecreepcurvesof【001】and[011jorientedalloysat750℃/750MPa(a)and982"C/248MPa(b) 囝3合金在750℃/750MPa条件下蠕变断裂后的SEM像 Fig?3SEMimagesof【001】(a)and【011】(b)orientedsamplesaftercreepingat750℃/750MPa,77phaseinFig.3astillhavingcubic shape,thewhitelinesinFig.3bindicatingtheboundariesofatwinfS.D.—_stressaxisdirection) 图4合金在982℃/248MPa条件下蠕变断裂后的SEM像 Fig?4SEMimagesofNtyperaRin[O(H】orientedalloy(a)andinclinedraftandafcwtwinsin【011】orientedalloy(b)aftercreepingat982℃/248MPa 单品试样在982℃/248MPa条件下的7基体及77相的SEM像.可见,[001]及[011】取向试样中77相均已形筏,[001】取向试样的筏形比较规则,筏化方向垂育丁应力轴;【011]取向试样的筏化方向与应力轴的夹角约为450,而且在试样中出现了贯通,y基体及77相的孪晶组织(图4b中划线处),这表明温度和取向对77相形貌均有重要影响.fcc晶体巾独市的滑移系较多,通常不产生孪品,但[011】取向处于有利方向的滑移系较少,【大『此孪晶成为一种必要的辅助变形机制【6,71.孪晶带和基体的基轴与应力所成的夹角不I—J,孪晶与基体难以协调变形,由此产生的应力集中易促使裂纹在孪晶内或沿孪品界荫生,图5所示即为裂纹萌生于孪品界. 2.3位错组态 图6为合金在750℃/750MPa条件下蠕变断裂后的位错组态.可见,在f001】取向合金中,在基体通道及 7/77相界而上存在大量的位错,至少有2种不|可方向的

材料的高温蠕变

材料的高温蠕变相关的理论解释和材料蠕变的因摘要:从蠕变的定义,金属材料在高温下蠕变的形成机理,陶瓷以及镁质耐火材料提高A1素等几个方面阐述了材料的 高温蠕变现象。其中也对多晶O3 2 抗蠕变性能给予介绍,解释。陶瓷;抗蠕变性能A1O关键词:高温蠕变;蠕变机理;多晶 32 1引言 材料具有许多的性能,有的性能在材料的使用时是有利的,但有的性能在材料的使用时是不利的。由于蠕变的产生我们就不能笼统的说材料在高温下的性质是如何的,材料在高温条件下的性能与在常温下的性能不同,在高温下材料发生蠕变,因此,材料的高温蠕变使得材料在高温条件下使用时性能变差,影响了材料在高温条件下的使用。如果能提高材料在高温条件下的抗蠕变性能,能够改善材料在高温条件下使用的品质,使得材料的使用寿命延长,可以节省材料,避免浪费。高温蠕变理论是在对多种金属所做的完整的蠕变实验的基础上建立起来的,因此介绍材料的蠕变机理也是根据金属的蠕变机理来进行解释的。 我们是这样定义材料蠕变这个现象的,材料在高温下长时间承受恒温、恒载荷作用,缓慢产生塑性变形的现象。所以,蠕变是在恒定压力作用下,随着时间的延长而材料持续形变的过程。在高温条件下,材料都有着与常温下不同的蠕变行为。借助于高温作用和外力作用,材料的形变障碍得到克服,内部质点发生迁移,晶界相对移动,于是蠕变现象产生了。 2.1 蠕变阶段 材料的高温蠕变分为几个阶段,几个区域有着不同的变化。 图1 图1表示在三个不同的恒定应力作用下,材料的应变ε随时间t变化的典型蠕变曲线。曲线的终端表示材料发生断裂。t=0时的应变表示加载结束时的即时应变,它包括弹性应变和塑性应变。蠕变曲线可分为三个阶段, 为定常蠕变所示:III为非定常蠕变阶段,应变率随时间的增加而减小;如图2t 阶段,应变率保持常值;在最末阶段Ⅲ,应变率随时间而增大,最后材料在r升高温度或增加应力会使蠕变加快并缩短达到断裂的时间。通常,时刻发生断裂。甚至不出现第三阶段则蠕变的第二阶段(Ⅱ)持续较久,若应力较小或温度较低,对应的蠕变曲线;相反,若应力较大或温度较高,则中1 (Ⅲ),如图 中对应的蠕变曲线。蠕变的第二阶段(Ⅱ)较短,甚至不出现,如图1

镍基高温合金性能

镍基高温合金 镍基高温合金是以镍为基体(含量一般大于50%) 在650~1000℃范围内具有较高的强度和良好的抗氧化、抗燃气腐蚀能力的高温合金。 发展过程 镍基高温合金(以下简称镍基合金)是30年代后期开始研制的。英国于1941年首先生产出镍基合金Nimonic 75(Ni-20Cr-0.4Ti);为了提高蠕变强度又添加铝,研制出Nimonic 80(Ni-20Cr-2.5Ti-1.3Al)。美国于40年代中期,苏联于40年代后期,中国于50年代中期也研制出镍基合金。镍基合金的发展包括两个方面:合金成分的改进和生产工艺的革新。50年代初,真空熔炼技术的发展,为炼制含高铝和钛的镍基合金创造了条件。初期的镍基合金大都是变形合金。50年代后期,由于涡轮叶片工作温度的提高,要求合金有更高的高温强度,但是合金的强度高了,就难以变形,甚至不能变形,于是采用熔模精密铸造工艺,发展出一系列具有良好高温强度的铸造合金。60年代中期发展出性能更好的定向结晶和单晶高温合金以及粉末冶金高温合金。为了满足舰船和工业燃气轮机的需要,60年代以来还发展出一批抗热腐蚀性能较好、组织稳定的高铬镍基合金。在从40年代初到70年代末大约40年的时间内,镍基合金的工作温度从700℃提高到1100℃,平均每年提高10℃左右。镍基高温合金的发展趋势见图1。

镍基高温合金的发展趋势 成分和性能 镍基合金是高温合金中应用最广、高温强度最高的一类合金。其主要原因,一是镍基合金中可以溶解较多合金元素,且能保持较好的组织稳定性;二是可以形成共格有序的A3B 型金属间化合物γ'[Ni3(Al,Ti)]相作为强化相,使合金得到有效的强化,获得比铁基高温合金和钴基高温合金更高的高温强度;三是含铬的镍基合金具有比铁基高温合金更好的抗氧化和抗燃气腐蚀能力。镍基合金含有十多种元素,其中Cr主要起抗氧化和抗腐蚀作用,其他元素主要起强化作用。根据它们的强化作用方式可分为:固溶强化元素,如钨、钼、钴、铬和钒等;沉淀强化元素,如铝、钛、铌和钽;晶界强化元素,如硼、锆、镁和稀土元素等。 镍基高温合金按强化方式有固溶强化型合金和沉淀强化型合金。 ·固溶强化型合金 具有一定的高温强度,良好的抗氧化,抗热腐蚀,抗冷、热疲劳性能,并有良好的塑性和焊接性等,可用于制造工作温度较高、承受应力不大(每平方毫米几公斤力,见表1)的部件,如燃气轮机的燃烧室。 ·沉淀强化型合金 通常综合采用固溶强化、沉淀强化和晶界强化三种强化方式,因而具有良好的高温蠕变强度、抗疲劳性能、抗氧化和抗热腐蚀性能,可用于制作高温下承受应力较高(每平方毫米十

高温合金ASUG应用解析

高温合金A S U G应用解 析 文档编制序号:[KKIDT-LLE0828-LLETD298-POI08]

SUH660 镍基合金 (UNS S66286/A286/SUH660/GH2132/)简介 SUH660(UNS S66286/A286/SUH660/GH2132/)是Fe-25Ni-15Cr基高温合金,加入钼、钛、铝、钒及微量硼综合强化。有可时效硬化高的机械性能。该合金在温度高达约1300°F(700℃)保持良好的强度和抗氧化性能。在700℃以下具有优于奥氏体不锈钢的高温强度,属于沉淀析出硬化耐热不锈钢。与SUS 304相比Ni含量多,且添加有Ti、Al 等硬化元素。因此,通过时效硬化处理,会有γ’相(fcc_Ni3(Al,Ti))析出,高温强度将得到显着提高。在650℃以下具有高的屈服强度和持久、蠕变强度,并且具有较好的加工塑性和满意的焊接性能。 SUH660高强度和优异的加工特性使该合金用于飞机的各种部件和有用工业燃气涡轮机。它也用于汽车发动机紧固件和应用多方面受到高层次的热量和压力的元器件,和近海石油和天然气行业。适合制造在650℃以下长期工作的航空发动机高温承力部件,如涡轮盘、压气机盘、转子叶片、紧固件、承力环、机匣、轴类、紧固件、和板材焊接承力件等。 SUH660/A286相近牌号 GH2132(中国),UNS S66286(美国),A286(美国),SUH660(日本),(德国) 技术文件 SUH660/A286材料特性 ·铁基高温 ·高强度合金 SUH660/A286主要应用 ·燃气涡轮机锻件 ·适用于使用高达约1300°F的腐蚀环境,如燃气涡轮机 ·于1500°F的温度连续服务于氧化环境 ·飞机部件 ·汽车发动机紧固件 ·元器件 ·石油和天然气行业 SUH660/A286溶炼与铸造工艺 SUH660/A286合金可采用非真空感应+电渣,电弧炉+电渣和电弧炉+真空电弧以及真空感应+真空电弧等工艺溶炼。SUH660/A286生产执行标准 中国国家标准

疲劳测试

7050合金疲劳强度的测试 [摘要]作为材料疲劳抗力指标的疲劳强度是材料的基本力学性能指标,对疲劳强度与材料及工艺间的关系进行研究,有利于指导材料的疲劳设计。本文采用常规的疲劳试验方法和升降法对7050T7451铝合金的疲劳强度进行的测试,结果分别为147MPa和142MPa,并介绍了实验结果的处理方法。 [关键字] 疲劳强度载荷S-N曲线 前言 随着对航空航天结构件完整性、可靠性和耐久性要求的日益提高,对所用材料的高周疲劳性能提出了更高的性能要求。7×××系合金是以Zn为主要合金元素的铝合金,属于热处理可强化铝合金。7050铝合金属于Al-Zn-Mg-Cu合金,是在Al-Zn-Mg合金的基础上通过添加Cu发展起来的,其强度高,被称为超高强铝合金。该合金的主要用途是:飞机结构件用中厚板、挤压件、自由锻件与模锻件,这就要求该合金的抗剥落腐蚀、应力腐蚀开裂能力、断裂韧性与疲劳性能都高,此外还可用作飞机机身框架、机翼蒙皮、舱壁、桁条、加强筋、肋、托架、起落架支承部件、座椅导轨、铆钉等。目前,7050合金已经广泛应用于航空和航天领域,并成为这个领域中重要的结构材料之一。 在机械设计中,疲劳应力判据和断裂疲劳判据是疲劳设计的基本依据,其中作为疲劳抗力指标的疲劳强度是材料的基本力学性能指标,认识、改进和应用这种性能,对选用材料、制定工艺及改进设计均有重要意义。疲劳强度定义为在指定疲劳寿命下,材料能够承受的上限循环应力。根据要求,指定的疲劳寿命可为无限周次也可为有限周次。本文采用常规的疲劳试验方法和升降法对7050T7451合金的疲劳强度进行了测试,并绘制出合金的S-N曲线。 1 试验 1.1试验材料 试验采用的原材料是由压延厂提供的7050铝合金,通过热处理使该合金的热处理状态为T7451,其化学成分如表1所示。其中,Zn、Mg是主要的强化元

镍基高温合金材料研究进展汇总-共7页

镍基高温合金材料研究进展 姓名:李义锋1 镍基高温合金材料概述 高温合金是指以铁、镍、钴为基,在高温环境下服役,并能承受严酷的机械应力及具有良好表面稳定性的一类合金[1]。高温合金一般具有高的室温和高温强度、良好的抗氧化性和抗热腐蚀性、优异的蠕变与疲劳抗力、良好的组织稳定性和使用的可靠性[2]。因此,高温合金既是航空、航天发动机高温部件的关键材料,又是舰船、能源、石油化工等工业领域不可缺少的重要材料,已成为衡量一个国家材料发展水平的重要标志之一。 在整个高温合金领域中,镍基高温合金占有特殊重要的地位。与铁基和钴基高温合金相比,镍基高温合金具有更高的高温强度和组织稳定性,广泛应用于制作航空喷气发动机和工业燃气轮机的热端部件。现代燃气涡轮发动机有50%以上质量的材料采用高温合金,其中镍基高温合金的用量在发动机材料中约占40%。镍基合金在中、高温度下具有优异综合性能,适合长时间在高温下工作,能够抗腐蚀和磨蚀,是最复杂的、在高温零部件中应用最广泛的、在所有超合金中许多冶金工作者最感兴趣的合金。镍基高温合金主要用于航空航天领域950-1050℃下工作的结构部件,如航空发动机的工作叶片、涡轮盘、燃烧室等。因此,研究镍基高温合金对于我国航天航空事业的发展具有重要意义。 镍基高温合金是以镍为基体(含量一般大于50 )、在650~1000℃范围内具有较高的强度和良好的抗氧化、抗燃气腐蚀能力的高温合金[2]。它是在Cr20Ni80合金基础上发展起来的,为了满足1000℃左右高温热强性(高温强度、蠕变抗力、高温疲劳强度)和气体介质中的抗氧化、抗腐蚀的要求,加入了大量的强化元素,如W、Mo、Ti、Al、Nb、Co等,以保证其优越的高温性能。除具有固溶强化作用,高温合金更依靠Al、Ti等与Ni形成金属问化合物γ′相(Ni3A1或Ni3Ti等)的析出强化和部分细小稳定MC、M23C6碳化物的晶内弥散强化以及B、Zr、Re等对晶界起净化、强化作用。添加Cr的目的是进一步提高高温合金抗氧化、抗高温腐蚀性能。镍基高温合金具有良好的综合性能,目前已被广泛地用于航空航天、汽车、通讯和电子工业部门。随着对镍基合金潜在性能的发掘,研究人员对其使用性能提出了更高的要求,国内外学者已开拓了针对镍基合金的新加工工艺如等温锻造、挤压变形、包套变形等。

常用的金属材料疲劳极限试验方法

常用的金属材料疲劳极限试验方法 疲劳试验可以预测材料或构件在交变载荷作用下的疲劳强度,一般该类试验周期较长,所需设备比较复杂,但是由于一般的力学试验如静力拉伸、硬度和冲击试验,都不能够提供材料在反复交变载荷作用下的性能,因此对于重要的零构件进行疲劳试验是必须的。 MTS 810 金属材料疲劳试验的一些常用试验方法通常包括单点疲劳试验法、升降法、高频振动试验法、超声疲劳试验法、红外热像技术疲劳试验方法等。 单点疲劳试验法

适用于金属材料构件在室温、高温或腐蚀空气中旋转弯曲载荷条件下服役的情况。该种方法在试样数量受限制的情况下,可近似测定疲劳曲线并粗略估计疲劳极限。试验所需的疲劳试验机一般为弯曲疲劳试验机和拉压试验机。 升降法疲劳试验 升降法疲劳试验是获得金属材料或结构疲劳极限的一种比较常用而又精确的方法,在常规疲劳试验方法测定疲劳强度的基础上或在指定寿命的材料或结构的疲劳强度无法通过试验直接测定的情况下,一般采用升降法疲劳试验间接测定疲劳强度。 主要用于测定中、长寿命区材料或结构疲劳强度的随机特性。所需试验机一般为拉压疲劳试验机。 高频振动疲劳试验法 常规疲劳试验中交变载荷的频率一般低于200Hz,无法精确测得一些零件在高频环境状态下的疲劳损伤。高频振动试验利用试验器材产生含有循环载荷频率为1000Hz左右特性的交变惯性力作用于疲劳试样上,可以满足在高频、低幅、高循环环境条件下服役金属材料的疲劳性能研究。

高频振动试验主要用于军民机械工程的需要。试验装置通常包括:控制仪、电荷适配器、功率放大器、加速度计、振动台等。 超声法疲劳试验 超声法疲劳试验是一种加速共振式的疲劳试验方法,其测试频率(20kHz)远远超过常规疲劳测试频率(小于200Hz)。超声疲劳试验可以在不同载荷特征、不同环境和温度等条件下进行,为疲劳研究提供了一个很好的手段。嘉峪检测网提醒超声疲劳试验一般用于超高周疲劳试验,主要针对10^9以上周次疲劳试验。高周疲劳时,材料宏观上主要表现为弹性的,所以在损伤本构关系中采用应力、应变等参量的弹性关系处理,而不涉及微塑性。 红外热像技术疲劳试验方法 为缩短试验时间、减少试验成本,能量方法成为疲劳试验研究的重要方法之一。金属材料的疲劳是一个耗散能量的过程,而温度变化则是研究疲劳过程能量耗散极为重要的参量。 红外热像技术是一种波长转换技术,即将目标的热辐射转换为可见光的技术,利用目标自身各部分热辐射的差异获取二维可视图像,用计

高温合金循环蠕变实验

No3.2008工程与试验September 2008 [收稿日期] 2008-06-26 [作者简介] 关逊(1969-),女,助理工程师,从事蠕变实验工作。刘庆(1961-),男,工程师,从事蠕变实验工作。郭建亭(1938-), 男,研究员。博士生导师,从事高温合金与金属间化合物的研究。 高温合金循环蠕变实验 关 逊,刘 庆,郭建亭 (中国科学院金属研究所,辽宁沈阳110016) 摘 要:本文利用装配有EDC 数字控制器的高温电子蠕变试验机开展了一种镍基高温合金的循环蠕变实验。结果表明与恒载荷静态蠕变相比,两种方式(矩形波和锯齿波)载荷循环降低了合金蠕变寿命,但对蠕变塑性并没有影响。 关键词:高温合金;循环蠕变实验;循环载荷中图分类号:T G 132.3 文献标识码:A Cyclic Creep Experimentation of Superalloy Guan Xun ,Liu Qing ,Guo Jianting (I nstit ute of M et al Research ,Chi nese A cadem y of S ciences ,L i aoni ng S heny ang 110016)Abstract :The cyclic creep test s of a Nickel 2base superalloy has been conducted on a High Temper 2at ure Elect rical Creep Machine equipped wit h an External Digital Controler (EDC ).Compared wit h t he constant load creep ,t he cyclic load in t he square and sawtoot h waveforms reduces t he creep life ,but has no effect on t he creep ductility of t he testing alloy.K eyw ords :superalloy ;cyclic creep test ;cyclic load 1 引言 高温合金部件在高温服役期间,往往遭受静态 应力和循环应力的联合作用,实际变形过程既不同于静态载荷作用下的纯蠕变变形,也不同于完全循环载荷作用下的纯疲劳变形,而是蠕变与疲劳交互作用的复杂变形过程[1~2]。对这种循环应力作用下复杂变形行为的研究方法有两种。第一种方法是完全模拟部件实际工作条件下的受力情况进行实验,实验结果可直接应用于指导设计。第二种方法是进行特定循环载荷作用下的蠕变实验(称之为循环蠕变实验),并与恒载荷作用下的蠕变行为(称之为静态蠕变)进行比较,以了解循环载荷对蠕变变形影响的基本规律。高温循环蠕变性能是高温合金设计与安全应用的重要指标之一。 中国科学院金属研究所蠕变实验室引进装备有德国Doli 公司EDC (External Digital Cont roler )数 字控制器的高温电子蠕变试验机,能够实现载荷控 制、位移控制和变形控制。利用此试验机,本文开展了一种镍基高温合金的循环蠕变实验,进而评价循环载荷对合金蠕变行为的影响。 2 实验方法 211 实验合金 实验合金DZ417G 是一种具有中国特色的先进定向凝固高温合金,用作某先进航空发动机的涡轮叶片材料。有关该合金的成分、制备工艺、性能特点等见文献[3]。实验用母合金经真空感应炉熔炼后,在定向凝固真空炉内以快速凝固法(温度梯度是850 C/cm ,凝固速度是7mm/min )制备直径16mm ,长130mm 的定向凝固园棒试样。随后对园棒试样进行两级热处理,即1220℃/4h ,AC.的固溶处理和980℃/16h ,AC.的时效处理。热处理试样机加工 成标距100mm 的标准螺纹蠕变试样。 ? 42?

疲劳寿命试验法和评价法

疲劳寿命试验法和评价法 4.4 疲劳寿命试验法和评价法 (l )热循环加速试验和疲劳寿命评价方法 作为接合部热循环疲劳强度评价的试验方法,最好使用热循环加速试验,为验证上述采用应力解析方法说明非线性应变振幅和热循环疲劳试验对接合部疲劳寿命的关系,利用非线性应变振幅施行的接合部热循环疲劳试验结果由图4.9 表示。图示说明采用几种不同的条件得到的疲劳寿命结果差不多在相同的直线上,评价应力应变首先要正确评价各试验区间(温度变化和温度保持)对蠕变的影响,同时还需考虑焊料材料的温度依存性。在材料的时间依存性和温度依存性正确评价的基础上,利用接合部生存的非线性应变振幅,再根据Coffin-Manson 法则得到接合部的热疲劳强度,热疲劳强度评价公式见下面。 1/2(/)(4)m Nf eqin o εε-=??---------- 这里的Nf 表示接合部的疲劳寿命,△εeqin 是根据材料的时间依存性和温度依存性评价后得到的接合部非线性等效应变振幅。用热循环疲劳实验可以减少表示强度特性的△εeo 、m 系数,这是试验时需注意的一点。 (2)机械性疲劳试验和疲劳寿命评价方法 在研究接合部热疲劳寿命时,常用热冲击试验机进行循环试验,但是热冲击试验机的高温、低温保持时间比较容易控制,由高温到低温或由低温到高温的温度变化时间较难控制,因焊料接合部形状的不同有时要实行不同的疲劳寿命试验,就需改变试验温度等级,原来设定的高温侧温度为125℃-150℃ ,针对使用温度20℃-80℃ 的共晶焊料(熔点183℃)这样对上面的热循环试验条件有必要重新考虑。 热循环试验存在的问题是,对接合部采用的是热疲劳寿命加速试验,很少采用作为实际

疲劳测试

疲劳测试 疲劳测试是可靠性测试一种,其利用橡胶、塑料试样或模拟机件在各种环境下,经受交变载荷而测定其疲劳性能判据,并研究其断裂过程的试验。科标检测作为专业的可靠性能检测机构可依照ISO、ASTM、DIN、GB、HB等标准完成各类产品的疲劳试验、老化性能等测试,国家认可的检测报告和分析报告。 【检测范围】 1.试验应力(应变)和寿命(循环周次):高周疲劳低周疲劳室温疲劳低温疲劳高温疲劳热疲劳试验环境腐蚀疲劳接触疲劳微动磨损疲劳等等; 2.加载方式:拉压疲劳弯曲疲劳(旋转弯曲疲劳、三点弯曲疲劳、四点弯曲疲劳、悬臂弯曲疲劳)扭曲疲劳复合应力疲劳等等; 3.试验方法:扩展速率试验 S-N曲线的测定旋转弯曲方法等; 科标服务特点: ◇更短的检测周期-帮助客户快速获取精准检测结果 ◇更低的检测费用-合理的收费体系降低客户测试服务成本 ◇更完善的检测方案-为客户提供检测分析一站式服务 ◇更优质的售后服务-帮助客户解决服务后期技术疑问 【检测方法】 1. 领取试验所需试样,用游标卡尺测量试件的原始尺寸。表面有加工瑕疵的试样不能使用。 2. 开启机器,设置各项试验参数。 3. 安装试件。使试样与试验机主轴保持良好的同轴性。

4. 静力试验。取其中一根合格试样,先进行拉伸测其σb。静力试验目的一方面检验材质强度是否符合热处理要求,另一方面可根据此确定各级应力水平。 5. 设定疲劳试验具体参数,进行试验。第一根试样最大应力约为(0.6~0.7)σb,经N1次循环后失效。继取另一试样使其最大应力σ2=(0.40~0.45) σb,若其疲劳寿命N<107,则应降低应力再做。直至在σ2作用下,N2>107。这样,材料的持久极限σ-1在σ1与σ2之间。在σ1与σ2之间插入4~5个等差应力水平,它们分别为σ3﹑σ4﹑σ5﹑σ6,逐级递减进行实验,相应的寿命分别为N3﹑N4﹑N5﹑N6。 6. 观察与记录。由高应力到低应力水平,逐级进行试验。记录每个试样断裂的循环周次,同时观察断口位置和特征。 7. 实验结束,取下试件。清理实验场地,试验机一切机构复原。 8. 根据实验记录进行有关计算。将所得实验数据列表;然后以lgN为横坐标,σmax为纵坐标,绘制光滑的S-N曲线,并确定σ-1的大致数值。

铝基合金高温相变储热材料

铝基合金高温相变储热材料 一、研究背景 因使用化石能源造成的温室气体排放和环境污染对人类的生存和发展构成了严重威胁,并且化石能源资源有限,终将可能枯竭,因此开发清洁的可再生能源是全球各国面临的重大挑战.在水能、太阳能、风能、生物质能等可再生能源中,太阳能因其储量的无限性、存在的普遍性、利用的清洁性和开发的经济性[1]成为最重要的可再生能源。太阳能发电模式主要有光伏和光热两种模式,太阳能热发电技术因其供电连续稳定、成本低等优点,将成为未来太阳能发电的主要方式之一。太阳能热发电技术客观上要求发展高效率、低成本的高温潜热能存储技术。 在太阳能热发电技术中,储热技术可在太阳能流高峰时吸热、低谷时放热,能解决太阳能流的不连续性,使塔式、槽式或蝶式发电系统连续稳定的发电,成为太阳能热发电技术的关键。相变储热材料具有相变潜热大、储热密度高、吸放热过程近似等温等优点,是目前最有效的储热方式之一。在120~1 000℃温度区间内基于无机盐和金属合金的相变储热材料有几百种,其中铝合金相变储热材料具有储热密度大、抗高温氧化性强、热稳定性好、导热系数大、过冷度小、相偏析小及性价比高等优点,在太阳能高温热发电技术中有着较好的应用前景。热能存储研究。 二、储热材料概述 材料蓄热的本质在于它可将一定形式的热量在特定的条件下贮存起来,并能在特定的条件下加以释放和利用。因此可以实现能量供应与人们需求一致性的目的,并达到节能降耗的作用。这一本质,也决定了蓄热材料必须具有可逆性好、贮能密度高、可操作性强的特点。 蓄热方式 按蓄热方式划分,蓄热材料一般可分为:显热型、潜热型和化学反应型3大类。在这3大类蓄热材料中,潜热型最具有发展前途,也是目前应用最多和最重要的蓄热方式。 1)显热储热材料 显热储热材料主要有:土壤、地下蓄水层、砖石、水泥及Li20与A1203、Ti02、B203、Zr02等混合高温烧结成型的显热储热材料。它是利用物质本身温度的变化过程来进行热量的储存。由于可采用直接接触式换热,或者流体本身就是储热介质,因而蓄放热过程相对简单,是早期应用较多的储热材料。在所有的储热材料中显热储热技术是最为简单也比较成熟。 由于显热储热材料是依靠储热材料本身的温度变化来进行热量贮存的,放热过程不能恒温,储热密度小,造成储热设备的体积庞大,储热效率不高,而且与周围环境存在温差会造成热量损失,热量不能长期储存,不适合长时间、大容量储热,限制了显热储热材料的进一步发展。

焊点高温蠕变性能测试

焊接点高温蠕变性能测试 (1)焊接接头短时高温拉仲强度试验:焊接接头在高温下工作时,其强度、塑性与在常温下工作时有所不同。高温短时拉伸试验按GB 2652-89《焊缝及熔敷金属拉伸试验法》及GB 4338-84《金属高温拉伸试验方法》的规定进行,以求得不同温度下的抗拉强度、屈服点、伸长率及断面收缩率。 (2)焊接接头的高温持久强度试验:在高温下,载荷持续时间对材料力学性能有很大影响,例如高压燕汽锅炉管道,虽然所承受的应力小于工作温度下的屈服点,但在长期的使用过程中,可能导致管道破裂。对于高温材料,必须测定其在高温长期载荷作用下抵抗断裂的能力,即高温持久强度(在给定的温度下,恰好使材料经过规定时间发生断裂的应力值)。 材料的高温持久试验按GB 6395-86(金属高温持久强度试验方法》的规定进行.在试验中测定试样在给定温度和一定应力作用下的断裂时间,用外推法求出数万小时甚至数十万小时。同时还可测出反映高温时持久塑性-伸长率及断面收缩率。 (3)焊接接头的蠕变断裂试验 金属在长时间恒温、恒应力作用下,发生缓慢的塑性变形的现象称为蠕变。蜗变可以在单一应力(拉力、压力或扭力)下产生,也可在复合应力下产生。典型的蠕变曲线如图3-14所示。Oa为开始加载后所引起的瞬时变形;ab为蠕变第l阶段,在这个阶段中蠕变的速度随时间的增加而逐渐减小;bc为蠕变第Ⅱ阶段,蠕变速度基本不变;ed为蠕变第Ⅲ阶段,在这个阶段中,蠕变加速进行,直到d点断裂。 蠕变极限是试样在一定温度下和在规定的持续时间内,产生的蠕变形量或蠕变速度等于某规定值时的最大应力,可通过蠕变断裂试验来测定。例如汽轮机叶片在长期运行中,只允许产生一定的变形量,在设计时必须考虑到蟠变极限。 焊接接头的蠕变断裂试验可按GB 2039-80《金属拉伸蠕变试验方法》的规定进行。

高温合金的基本知识和应用

高温合金的基本知识和应用 一、高温合金是指在600度以上的高温下承受复杂的应力,而能很好发挥它的力 学和化学性能的一种合金。 二、常用的高温合金牌号有GH3030、GH2132、GH3039、GH3044、GH3128、GH4169、 GH4145、GH333 三、化学成分另外附有表格。 四、几种最常用的高温合金的材质和力学性能: GH2132(GH132)时效硬化型铁基合金 产品牌号:GH2132(GH132/IncoloyA-286/S66286) 产品规格:Φ3-350mm 执行标准:ASTM B160,B164,B166,B408,B425,B574,GB14992 1、GH2132钢的特性 该合金是Fe-25Ni-15Cr基高温合金,加入钼、钛、铝、钒及微量硼综合强化。在650℃以下具有高的屈服强度和持久、蠕变强度,并且具有较好的加工塑性和满意的焊接性能。 1.GH2132相近牌号 A-286 P.Q.A286 UNSS666286(美国)、ZbNCT25(法国)、X5NiCrTi26-15、1.4980、 1.4944(德国) 2.GH2132生产执行标准

3.GH2132工艺性能与要求: 1)、该合金具有良好的可锻性能,锻造加热温度1140℃,终锻900℃。 2)、该合金的晶粒度平均尺寸与锻件的变形程度、终锻温度密切相关。 3)、合金具有满意的焊接性能。合金于固溶状态进行焊接,焊后进行时效处理。 4.GH2132 金相组织结构: 该合金在标准热处理状态下,在γ基体上有球关均匀弥散的NI3(Ti,Al)型γ'相以及TiN,TiC,晶界有微量的M3B2,晶界附近可能有少量η相和L相。 2、GH2132 化学成份:(GB/T14992-1994)

材料的高温蠕变

材料的高温蠕变 摘要:从蠕变的定义,金属材料在高温下蠕变的形成机理,相关的理论解释和材料蠕变的因素等几个方面阐述了材料的高温蠕变现象。其中也对多晶A12 O3陶瓷以及镁质耐火材料提高抗蠕变性能给予介绍,解释。 关键词:高温蠕变;蠕变机理;多晶A12 O 3陶瓷;抗蠕变性能 1引言 材料具有许多的性能,有的性能在材料的使用时是有利的,但有的性能在材料的使用时是不利的。由于蠕变的产生我们就不能笼统的说材料在高温下的性质是如何的,材料在高温条件下的性能与在常温下的性能不同,在高温下材料发生蠕变,因此,材料的高温蠕变使得材料在高温条件下使用时性能变差,影响了材料在高温条件下的使用。如果能提高材料在高温条件下的抗蠕变性能,能够改善材料在高温条件下使用的品质,使得材料的使用寿命延长,可以节省材料,避免浪费。高温蠕变理论是在对多种金属所做的完整的蠕变实验的基础上建立起来的,因此介绍材料的蠕变机理也是根据金属的蠕变机理来进行解释的。 我们是这样定义材料蠕变这个现象的,材料在高温下长时间承受恒温、恒载荷作用,缓慢产生塑性变形的现象。所以,蠕变是在恒定压力作用下,随着时间的延长而材料持续形变的过程。在高温条件下,材料都有着与常温下不同的蠕变行为。借助于高温作用和外力作用,材料的形变障碍得到克服,内部质点发生迁移,晶界相对移动,于是蠕变现象产生了。 2.1 蠕变阶段 材料的高温蠕变分为几个阶段,几个区域有着不同的变化。 图1 图1表示在三个不同的恒定应力作用下,材料的应变ε随时 间t变化的典型蠕变曲线。曲线的终端表示材料发生断裂。t=0时的应变表示加载结束时的即时应变,它包括弹性应变和塑性应变。蠕变曲线可分为三个阶段,

性能测试计划([完整版])

性能测试方案

目录 目录 前言 (3) 1第一章XXX系统性能测试概述 (4) 1.1 被测系统定义 (4) 1.1.1 功能简介 (4) 1.1.2 性能测试指标 (4) 1.2 系统结构及流程 (5) 1.2.1 系统总体结构 (5) 1.2.2 功能模块 (5) 1.2.3 关键点描述(KP) (6) 1.3 性能测试环境 (6) 2 第二章性能测试 (7) 2.1 预期性能测试 (8) 2.1.1 预期性能概述 (8) 2.1.2 测试特点 (8) 2.2 用户并发测试 (8) 2.2.1 并发测试概述 (8) 2.2.2 测试目的 (8) 2.3 大数据量测试 (8) 2.3.1 大数据量测试概述 (8) 2.3.2 测试目的 (9) 2.4 疲劳强度测试 (9)

2.4.1 疲劳强度测试概述 (9) 2.4.2 测试目的 (9) 2.5 负载能力测试 (9) 2.5.1 负载测试概述 (9) 2.5.2 测试目的 (9) 2.6 测试方法及测试用例 (10) 2.7 测试指标及期望 (10) 2.7.2 测试数据准备 (11) 2.7.3 运行状况记录 (11) 3 第三章测试过程及结果描述 (11) 3.1 测试描述 (11) 3.2 测试场景 (12) 3.3 测试结果标准 (12) 测试结束标准一般依据以下原则: (12) 执行每个场景时需要记录以下相应的数据 (12) 4第四章测试报告 (13) 前言 平台XX项目系统已经成功发布,依据项目的规划,未来势必会出现业务系统中信息大量增长的态势。 随着业务系统在生产状态下日趋稳定、成熟,系统的性能问题也逐步成为了我们关注的焦点:每天大数据量的“冲击”,系统能稳定在什么样的性能水平,面临行业公司业务增加时,系统能否经受住“考验”,这些问题需要通过一个完整的性能测试来给出答案。 本《性能测试计划书》即是基于上述考虑,参考科学的性能测试方法而撰写的,用以指导即将进行的系统的性能测试。

WEB性能测试用例设计

性能测试用例主要分为预期目标用户测试,用户并发测试,疲劳强度与大数据量测试,网络性能测试,服务器性能测试五大部分,具体编写测试用例时要根据实际情况进行裁减,在项目应用中遵守低成本,策略为中心,裁减,完善模型,具体化等原则; 一、WEB 全面性能测试模型 Web 性能测试模型提出的主要依据是:一种类型的性能测试可以在某些条件下转化成为另外一种类型的性能测试,这些类型的性能测试的实施是有着相似之处的; 1. 预期指标的性能测试 系统在需求分析和设计阶段都会提出一些性能指标,完成这些指标的相关的测试是性能测试的首要工作之一,这些指标主要诸于“系统可以支持并发用户200个;”系统响应时间不得超过20秒等,对这种预先承诺的性能要求,需要首先进行测试验证; 2. 独立业务性能测试 独立业务实际是指一些核心业务模块对应的业务,这些模块通常具有功能比较复杂,使用比较频繁,属于核心业务等特点。 用户并发测试是核心业务模块的重点测试内容,并发的主要内容是指模拟一定数量的用户同时使用某一核心的相同或者不同的功能,并且持续一段时间。对相同的功能进行并发测试分为两种类型,一类是在同一时刻进行完全一样的操作。另外一类是在同一时刻使用完全一样的功能。 3. 组合业务性能测试 通常不会所有的用户只使用一个或者几个核心业务模块,一个应用系统的每个功能模块都可能被使用到;所以WEB性能测试既要模拟多用户的相同操作,又要模拟多用户的不同操作;组合业务性能测试是最接近用户实际使用情况的测试,也是性能测试的核心内容。通常按照用户的实际使用人数比例来模拟各个模版的组合并发情况;组合性能测试是最能反映用户使用情况的测试往往和服务器性能测试结合起来,在通过工具模拟用户操作的同时,还通过测试工具的监控功能采集服务器的计数器信息进而全面分析系统瓶颈。 用户并发测试是组合业务性能测试的核心内容。组合并发的突出特点是根据用户使用系统的情况分成不同的用户组进行并发,每组的用户比例要根据实际情况来匹配; 4. 疲劳强度性能测试 疲劳强度测试是指在系统稳定运行的情况下,以一定的负载压力来长时间运行系统的测试,其主要目的是确定系统长时间处理较大业务量时的性能,通过疲劳强度测试基本可以判定系统运行一段时间后是否稳定; 5. 大数据量性能测试 一种是针对某些系统存储,传输,统计查询等业务进行大数据量时的性能测试,主要针对某些特殊的核心业务或者日常比较常用的组合业务的测试; 第二种是极限状态下的数据测试,主要是指系统数据量达到一定程度时,通过性能测试来评估系统的响应情况,测试的对象也是某些核心业务或者常用的组合业务。 第三种大数据量测试结合了前面两种的测试,两种测试同时运行产生较大数据量的系统性能测试; 大数据量测试通常在投产环境下进行,并独立出来和疲劳强度测试放在一起,在整个性能测试的后期进行;大数据量的测试可以理解为特定条件下的核心业务或者组合业务测试; 6. 网络性能测试 主要是为了准确展示带宽,延迟,负载和端口的变化是如何影响用户的响应时间的,在实际的软件项目中 主要是测试应用系统的用户数目与网络带宽的关系。网络测试的任务通常由系统集成人员完成; 7. 服务器(操作系统,WEB服务器,数据库服务器)性能测试 初级服务器性能测试主要是指在业务系统工作或者进行前面其他种类性能测试的时候,监控服务器的一些计数器信息,通过这些计数器对服务器进行综合性能分析,为调优或提高系统性能提供依据; 高级服务器性能测试一般由专门的系统管理员来进行如数据库服务器由专门的DBA来进行测试和调优;

材料的高温蠕变

龙源期刊网 https://www.360docs.net/doc/5610869091.html, 材料的高温蠕变 作者:耿翼明 来源:《中国科技博览》2018年第04期 [摘要]高温环境下工作的材料存在蠕变的现象,典型蠕变过程可以分为三个阶段。目前材料的抗蠕变性能研究集中在镁铝合金、钛合金和结构陶瓷等方面。金属材料的蠕变断裂机理主要是位错滑移和晶界滑动。陶瓷材料的蠕变及断裂机理主要是晶界滑动与空洞拓展。金属材料提高抗蠕变性能的方法是细晶强化、固液强化和晶界强化。陶瓷材料的提高抗蠕变性能的方法则是增大晶粒尺寸、降低气孔率或加入其他物质。未来材料抗蠕变性能的研究还要在延长典型蠕变过程第二阶段方向进一步探索。 [关键词]蠕变现象金属材料结构陶瓷断裂机理强化方法 中图分类号:X316 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2018)04-0073-02 1 蠕变特性曲线 对于在高温环境下工作的材料或组件,如军用飞机的航空发动机、汽车发动机的气缸等,虽然其所在的工况所受应力远远低于自身材料的屈服极限,但由于长时间在高温环境下工作,材料会逐渐产生明显的塑性变形,这种现象称之为材料的蠕变。对于一般的金属材料,当其长期工作温度高于金属材料熔点的40%时一定有蠕变现象的发生,而温度每上升约15℃材料的蠕变寿命就会减半[1]。对于燃气轮机的叶片、发动机气缸中的曲轴连杆等关键组件,显然材 料的高温蠕变会对其工作性能产生极大的影响,因此需要进行详细的试验和研究以减少蠕变现象的危害。 蠕变是材料的固有特性。如图1所示为通过相应的蠕变特性测定试验(在确定的温度条件下对材料进行轴向拉伸,使材料受到轴向拉应力的情况下保持一定的时间,测量材料的具体伸长情况及发生蠕变断裂的时间)给出的典型蠕变特性曲线。典型的突变过程可以分为三个阶段:起始蠕变阶段、稳定蠕变阶段和加速蠕变阶段。起始蠕变阶段,材料发生的应变ε随时间缓慢增大,呈现非线性变化的规律;稳定蠕变阶段,材料发生的应变ε随时间近似地呈现线性增长的规律;加速蠕变阶段,材料发生的应变ε开始迅速增加,直至材料的蠕变断裂。 材料所在环境的温度及材料所受的应力状况对于其蠕变特性曲线有着极大的影响。当材料所在环境的温度降低或者其所受的应力减小时,典型突变过程的第二阶段会增加以至于不会进入第三阶段。与之相反的是,当材料所在环境的温度升高或者其所受的应力增大时,蠕变特性曲线的第二阶段会显著缩短,甚至会直接从第一阶段跳到第三阶段,相对应的后果是材料会迅速断裂。抗蠕变性能较好的材料的蠕变特性曲线应当具备的特征包括:起始蠕变阶段持续的时间较短、稳定蠕变阶段的线性增长速率较低、要存在明显的加速蠕变阶段以表征材料断裂时具有的塑性。

高温蠕变论文

陶瓷材料高温抗蠕变性能综述 张灼材科1107 摘要:本文从蠕变的定义,材料在高温下蠕变的形成机理,相关理论解释和材料蠕变的影响因素这四个方面进行阐述。其中也对几种有特点的材料体系的蠕变现象和性能给予介绍,解释。 关键词:三个阶段,四个区域,晶界机理,晶格机理,位错运动,外界因素,本征因素。 正文: 我们是这样定义材料蠕变这个现象的,材料在高温和恒定的应力作用下,即使应力低于弹性极限,也会发生缓慢的塑性变形,这种现象称为蠕变。所以,蠕变是在恒定应力作用下,随着时间的延长而材料持续形变的过程。我们说在常温条件下,陶瓷的脆性断裂应变很小,因为属于脆性材料。陶瓷在受到临界应力的时候,发生微小的弹性形变,然后就是迅速断裂,没有我们说的蠕变现象。但是在高温条件下,陶瓷材料却有着与常温下不同的蠕变行为。借助于高温作用和外力作用,陶瓷的形变障碍得到克服,内部质点发生迁移,晶界相对移动,于是蠕变现象产生了。高温蠕变是陶瓷的重要的力学性能之一,在高温情况下其抗蠕变性能远远优于普通的金属材料,所以成为了大家关注的新型工程材料。 蠕变分为几个阶段,几个区域有不同见解。有的文献把材料的蠕变分为四个阶段(我们学的《无机材料物理性能》):起始区域,蠕变减速阶段,蠕变稳态阶段,加速蠕变阶段。而一般文献,科普,报刊,往往把第一个阶段忽略了,因为产生的形变微小,相对于后几个可以不计。下面主要介绍蠕变减速,稳态和加速阶段。 如图所示,Ι区域是我们熟知的高温蠕变减速阶段,曲线斜率减小,意味着应变速率随着时间的递增而递减。到达b点时,曲线斜率接近一个常数,小于在a点时的速率。Ⅱ区域我们称为蠕变稳态阶段,这一阶段特点是蠕变速率几乎不变,从图像反映出来是一条直线。而Ⅲ区域,就是加速蠕变阶段,特点是蠕变速率随时间增加而增加,曲线变陡。能预言到最后,蠕变过大,材料断裂破坏。 通常认为,减速蠕变来源于材料滞弹性形变,可根据滞弹性范围内的固体的力学原理进行

材料在高温下的力学性能(蠕变、松弛)

第7章 材料在高温下的力学性能 7.1 材料在高温下力学性能的特点 有许多机件是在高温下工作的,如高压锅炉,蒸汽轮机、燃气轮机、以及化工厂的反应容器等,对于这些机件的性能要求,就不能以常温下的力学性能来衡量。材料在高温下的力学性能明显地不同于室温。 首先,材料在高温将发生蠕变现象。即在应力恒定的情况下,材料在应力的持续作用下不断地发生变形。这样,材料在高温下的强度便与载荷作用的时间有关了。载荷作用的时间越长,引起一定变形速率(如)或变形量的形变抗力(蠕变极限)以及断裂抗力(持久强度)就越低。粗 略地说,发生蠕变现象的温度,对金属材料约为T>0.3-0.4T M ;(T M 为材料的熔点以绝对温度K计); 对陶瓷约为T>0.4-0.5T M ;对高分子材料为T>T g ,T g 为玻璃化温度,多数高分子材料在室温下就发生 蠕变。由于蠕变的产生,我们就不能笼统地说材料在某一高温下其强度是多少,因为高温强度与时间这一因素有关。而材料在常温下的强度是不考虑时间因素的。除非试验时加载的应变速率非常高。 材料在高温下不仅强度降低,而且塑性也降低。应变速率越低,载荷作用时间越长,塑性降低得越显著。 和蠕变现象相伴随的还有高温应力松驰。一个紧固螺栓在高温长时间作用下,其初始预紧力逐渐下降,这种现象也是由蠕变造成的。另外,蠕变还会产生疲劳损伤,使高温疲劳强度下降,为此,必须研究蠕变和疲劳的交互作用。 材料在高温下的力学性能特点都是和蠕变过程紧密相连的。第一,材料在变形时首先总是引起形变强化,蠕变之所以能发生,必然还伴随着一个变形的软化过程,这个软化过程就是高温回复。第二,蠕变的变形机制必然与在常温下的不同。材料在常温下的变形可通过位错的滑动产生滑移和孪晶两种变形型式。而在高温下位错还可通过攀移,使位错遇到障碍时作垂直于滑移面的运动,如图7-0所示。这样位错便不会阻塞在障碍面前,而使得变形能继续下去,这就是一个变形的软化过程。可以粗略地说,蠕变就是位错的滑移和攀移交替进行的结果。

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