应力松弛知识
蠕变、应力松弛、滞后和内耗讲解

b.温度:当不变的情况下,T很高滞后几乎不出现,温 度很低,也无滞后.在Tg附近的温度下,链段既可运动 又不太容易,此刻滞后现象严重。
c. : 外力作用频率低时,链段的运动跟的上外力 的 变化,滞后现象很小.
外力作用频率不太高时,链段可以运动,但是跟不上外 力的变化,表现出明显的滞后现象. 外力作用频率很高时,链段根本来不及运动,聚合 物好像一块刚性的材料,滞后很小
蠕变、应力松弛、滞后和内耗
弹
– 由于物体的弹性作用使之射出去。
弹簧 – 利用材料的弹性作用制得的零件,在外力 作用下能发生形变(伸长、缩短、弯曲、扭转 等),除去外力后又恢复原状。
粘
– 同黏:象糨糊或胶水等所具有的、能使 一个物质附着在另一个物体上的性质。
理想弹性固体
受到外力作用形变很小,符合胡克定律 =E
图3 理想粘性流动蠕变
当聚合物受力时,以上三种形变同时发生聚合 物的总形变方程:
1
2 + 3
1
t1 t2
2 3
t
( t ) 1 2 3 -t
(1 e ) t E1 E2 3
•加力瞬间,键长、键角立即产生形变,形变直线 上升 •通过链段运动,构象变化,使形变增大 •分子链之间发生质心位移
一般认为,在小变形下,或低变形速率下,
高分子材料主要表现线性粘弹性
力学松弛或粘弹现象
聚合物的力学性质随时间变化的现象,叫力学松弛或 粘弹现象。
蠕变:固定和T, 随t增加而逐渐 增大
静态的粘弹性 (粘弹性) 力学松弛 动态粘弹性
(交变应力或 应变)
(恒定应力或应变)
预应力钢筋的应力松弛引起的损失

混凝土结构设计原理
第九章
☼ l4 具体计算公式
➢ 预应力钢丝、钢绞线:
普通松驰: l 4
0.4
f
con ptk
0.5
con
低松驰:
con
0.7
f 时, ptk
l4
0.125
f
con ptk
0.5 con
0.7 fptk con 0.8 fptk时,
0.2 con 0.575
l4
f ptk
con
➢ 中强度预应力钢丝: l4 = 0.08 con
➢ 预应力螺纹钢筋: l4 = 0.03 con ☼ 当con/fptk≤0.5时, l4 =0 即:当应力低于某一程度时,松弛损失为零。
混凝土结构设计原理
第九章
4. 预应力钢筋的应力松弛引起的损失l4
应力松弛现象:指钢筋在高应力状态下,由于钢筋的塑性变形 而使应力随时间的增长而降低的现象。
钢筋长度不变,应力随时间增长而降低。
应力松弛损失的特点:
❖与钢种有关,钢种不同,则损失大小不同; ❖与时间有关,先快后慢。第一小时为50%, 24小时完成
☼ 利用超张拉工序可以减少l4 — 适当提高张拉控制应力,弥
补应力松弛损失或提前完成一部分松弛损失。
超张拉工序:
第一种: 从 01.03con 第二种: 从 01.05con(持荷2min) con
原理:超张拉的持荷2min,已将部分的松 弛在钢筋锚固
前完成,所以可达到减少l4的目的。
粘弹性材料的应力松弛行为研究

粘弹性材料的应力松弛行为研究粘弹性材料是一种特殊的材料,它具有固体和流体的特性。
在应力作用下,粘弹性材料会发生应力松弛现象,即在一段时间后,应力会逐渐减小,直至达到稳定状态。
本文将研究粘弹性材料的应力松弛行为,并探讨其机制。
1. 引言粘弹性材料广泛应用于工程、生物医学和地球科学等领域。
在这些应用中,了解粘弹性材料的应力松弛行为对于设计和有效利用这些材料至关重要。
2. 粘弹性材料的特性粘弹性材料具有两个主要特性:粘性和弹性。
粘性是指粘弹性材料在应力作用下会发生变形,并且在停止应力作用后,会继续保持形变的能力。
弹性是指粘弹性材料在应力作用下会发生变形,但一旦停止应力作用,会迅速恢复原来的形状。
3. 应力松弛行为应力松弛是指粘弹性材料在受到一定应力后,应力会逐渐减小的现象。
这是由于材料内部结构的重排和分子间的滑动引起的。
应力松弛的速率取决于材料的粘性和弹性特性。
4. 应力松弛的实验研究为了研究粘弹性材料的应力松弛行为,科学家们进行了一系列的实验。
其中一种常用的方法是应用恒定的应力,在一定时间内观察应力的变化。
实验结果表明,粘弹性材料的应力松弛行为可以用指数函数来描述。
5. 应力松弛的机制应力松弛的机制涉及到材料内部的分子结构和形变。
当材料受到应力时,分子会发生滑动和重排,导致应力的逐渐减小。
这种分子间的相对位移和重排是应力松弛的主要原因。
6. 应力松弛的影响因素粘弹性材料的应力松弛行为受到多种因素的影响。
其中包括材料的粘性、温度、应力水平和时间等因素。
不同材料和条件下的应力松弛行为也可能存在差异。
7. 应力松弛的应用了解和控制粘弹性材料的应力松弛行为对于在工程和科学领域的应用具有重要意义。
例如,在生物医学领域,研究粘弹性材料的应力松弛行为有助于设计更好的人工关节和组织工程材料。
结论粘弹性材料的应力松弛行为是一个复杂的现象,涉及到材料内部的分子结构和形变。
通过实验和研究,我们可以更好地理解和应用这种特性。
橡胶制品的应力松弛、压缩永久变形、蠕变

原创:橡胶制品的应力松弛、压缩永久变形、蠕变橡胶制品受力时,使橡胶大分子聚集体离开势能变低或熵值较大的平衡,从而过度到势能变高或熵值较小的非平衡状态转变致使产生变形。
由于橡胶是黏性和弹性的结合体(液相-固体),在产生变形时需要时间,造成橡胶在应力-应变受到形变的速度和温度等条件影响。
先提出三个概念:应力松弛:在一定环境条件下,将橡胶制品拉伸到一定长度(100%或200%),观察定伸应力随着时间延长,应力逐渐变小的现象称之为应力松弛。
应力衰减的主要原因,胶条承受应力逐渐消耗与分子链运动时要克服黏性的内阻。
其特点是开始快而后变慢。
这就是我们经常见的橡皮筋初始咋扎力很大,一天过后就没有紧的缘故。
压缩永久变形:主要是受橡胶恢复能力所支配,影响恢复能力的因素有分子之间的作用力(粘性)、网络结构的变化或破坏、分子间的位移等。
当橡胶的变形是由于分子链的伸张引起的,它的恢复(或者永久变形的大小)主要由橡胶的弹性所决定,如果橡胶的变形还伴有网络的破坏和分子链的相对流动,这部分可以说是不可恢复的。
橡胶压缩永久变形的大小除了与橡胶的种类有关,其它的如填充剂的结构与粒径、硫化体系、增塑剂、硫化时间、测试的试样形状等因素都会影响到最终结果的大小。
而作为密封橡胶制品最为重要的一项指标,系统的开展各种不同因素单独或并存情况下对压缩永久变形的研究显得尤为重要。
蠕变:橡胶制品在一定温度环境中,受到拉伸、剪切或压缩力的作用下,变形会随着时间延长而逐渐变大,称之为蠕变(压缩永久变形,应力松弛从某种程度都可以归结为蠕变,个人观点理解仅供参考)。
蠕变变形回复速度:瞬间变形瞬间回复是可逆;延迟变形逐渐回复和黏流体变形不能回复。
分子链运动会使制品内部升温,延迟变形会随温度升高而加快。
所以设计配方需要注意:1、生胶的可塑度选择,要考虑制品的弹性模量,分子链断裂大小程度均以;2、生胶的并用不易过多,但胶种或两种;3、硫化体系最好选择平衡硫化体系;4、少量使用油和树脂等,避免造成应变不可回复;5、选用填充剂是,易分散,不能结团。
蠕变及应力松弛试验

• 当试样发生应力松弛时,弹簧片逐渐回复原状,利 用差动变压器或应变电阻侧定弹簧片的回复形变, 然后换算成应力,即可测出高聚物试样的应力松弛 情况。
• CD 段,称为黏性流变,这是由于分子链之间产生了相 对滑动引起的形变,这种形变是会随时间无限发展的, 并且是不可逆形变。 • DE 段,为永久形变,由于黏性流动的不可逆形变造成 的。
4
高分子材料分析与性能测试
蠕变的结果表示
• 蠕变应力:试样在加载后单位横截面上所承受的力
• 蠕变应变:试样在承受外力后单位长度的形变 • 蠕变模量:把蠕变应力与蟠变应变之比 • 在规定的温度和湿度下,在规定的时间内导致试验达 到规定的形变(应变)或导致试样断裂的应力称为蠕 变极限强度,用σt来表示。 • 蠕变断裂时间:从加满载荷时起,直至试样断裂时所 经过的时间称为,用τ来表示。
蠕变及应力松弛试验
• 一条已架设的硬聚氯乙烯管线,随着时间的增加它会 弯曲变形;一件经常挂在墙上的雨衣,由于它本身的 自重也会使它沿着悬挂方向变形。这些现象都认为是 材料的蠕变现象。 • 将一条橡皮拉伸到一定长度并使之固定起来,橡皮同 部会产生与所加外力大小相等方向相反的应力(弹 力),这种弹力会随着时间的延长而逐渐减小,慢慢 地松弛下来,这就是应力松弛。 • 蠕变现象是在恒定应力下形变随时间的发展过程; • 应力松弛是在恒定形变下应力随时间的衰减过程。 • 蠕变和应力松弛现象严重,意味着高聚物制品的尺寸 不稳定。
13
高分子材料分析与性能测试
应力松弛仪示意图
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高分子材料分析与性能测试
工作原理
• 利用模量比试样的模量大得多的弹簧片,通过弹簧 片的形变来检测高聚物试样被拉伸时的应力松弛。 • 试样臵于恒温箱中,并且同弹簧片相连,当试样被 拉杆拉长时,弹簧片同时向下弯曲,试样拉伸应变 的大小由拉杆调节。 • 拉伸力为弹簧片的弹性力,通过差动变压器或应变 电阻测定弹簧片的形变量来确定。
蠕变应力松弛相关介绍

蠕变应力松弛相关介绍百若试验仪器服务范围:全系列电子萬能试验机、全系列电液伺服萬能试验机、全系列电液伺服压力试验机、全系列电液伺服疲劳试验机、应力腐蚀裂纹扩展速率试验机、应力腐蚀慢应变速率试验机、板材成形试验机、杯突试验机、紧固件横向振动疲劳试验机、多功能螺栓紧固分析系统、扭矩轴力联合试验机、松弛试验机、锚固试验机、扭转试验机、冲击试验机、压剪试验机、液压卧式拉力试验机、光缆成套试验设备等。
百若试验仪器就来说说蠕变应力松弛相关介绍蠕变定义:蠕变是在应力影响下,固体材料缓慢永久性的移动或者变形的趋势。
它的发生是低于材料屈服强度的应力长时间作用的结果。
这种变形的速率与材料性质、加载时间、加载温度和加载结构应力有关。
取决于加载应力和它的持续时间和环境温度,这种变形可能变得很大,以至于一些部件可能不再发挥它的作用。
阶段过程:1初步蠕变,形变率相对较大,但是随着应变的增加减慢。
2稳态蠕变,形变率达到一个最小值并接近常数,“蠕变应变率”就是指这一阶段的应变率。
3颈缩现象,应变率随着应变增大指数性的增长晶体蠕变(考虑金属)公式: Q m kTb d C e dt d εσ-=其中:ε是蠕变应变,C 是一个依赖于材料和特别蠕变机制的常数,m 和b 是依赖于蠕变机制的指数,Q 是蠕变机制的激活能,σ是加载应力,d 是材料的晶粒尺寸,k 是波尔兹曼常数,T 是绝对温度。
位错蠕变在相对于剪切模量的高应力条件下,蠕变是一个受位错控制的运动。
当应力加载在材料上时,由于滑移面中的位错移动而塑性变形发生。
位错蠕变中,self diffusion Q Q -=,46m =:,0b =。
因此位错蠕变强烈依赖于加载应力而不依赖于晶粒尺寸。
引入初始应力0σ,低于初始应力时无法测量。
这样,方程就写成0()Q m kT d C e dtεσσ-=-。
Nabarro-Herring 蠕变在N-H 蠕变中,原子通过晶格扩散,造成晶粒沿着应力轴伸长。
应力松弛试验方法
应力松弛试验方法
应力松弛试验是一种材料性能测试方法,用于评估材料在长期应力作用下的变形和松弛性能。
下面是一种常见的应力松弛试验方法:
1. 样品制备:选择代表性的材料样品,并根据标准进行加工和制备。
2. 定义应力和温度:确定试验中需要施加的应力水平和试验温度,这通常是根据材料使用条件和制定的标准来确定的。
3. 施加应力:将样品放置在应力载荷设备中,并施加预定的应力水平,保持一定时间以确保材料达到稳定状态。
4. 测量变形:在应力加载的过程中,持续记录材料的应力和变形数据,以便后续分析。
5. 松弛试验:一旦稳定的应力状态达到,停止加载并开始松弛试验。
在一定的时间范围内,记录材料的应力和变形数据,以评估材料在长期应力下的变形和松弛性能。
6. 数据分析:根据试验数据和材料特性进行分析,评估材料的应力松弛性能,并进行结果的报告和记录。
这种应力松弛试验方法能够帮助工程师和研究人员了解材料在长期应力作用下的变形和松弛性能,为材料的设计和使用提供重要参考。
混凝土应力松弛检测方法
混凝土应力松弛检测方法一、前言混凝土是一种常见的建筑材料,应用广泛,但它的性质会随着时间的推移而发生变化,这种变化可能会导致混凝土的强度下降,从而影响建筑物的稳定性和安全性。
因此,对混凝土进行应力松弛检测非常重要。
本文将介绍混凝土应力松弛检测的方法。
二、混凝土应力松弛的原因混凝土的应力松弛主要是由于其材料的性质和环境条件的影响。
混凝土中的水泥基质和骨料在混凝土中的比例、质量、水灰比、气泡、孔洞等因素会影响混凝土的强度和稳定性。
此外,混凝土所处的环境条件,例如温度、湿度、荷载等也会对混凝土的强度和稳定性产生影响。
三、混凝土应力松弛检测的方法1.应力松弛试验方法应力松弛试验是一种常用的混凝土性能测试方法,它可以通过加压载荷并测量混凝土材料的应变和应力来评估混凝土的强度和稳定性。
应力松弛试验可以分为静态负载和动态负载两种。
静态负载试验是在一定时间内施加固定的负载,然后测量混凝土的应变和应力。
动态负载试验是通过施加周期性的负载来测量混凝土的应变和应力。
2.超声波检测方法超声波检测方法是一种非接触式的混凝土应力松弛检测方法,通过测量混凝土中超声波的传播速度和反射强度来评估混凝土的强度和稳定性。
这种方法可以快速、准确地检测混凝土的应力松弛情况,但是它对混凝土的品质和结构有一定要求。
3.应变计测量法应变计测量法是一种基于电阻应变计的混凝土应力松弛检测方法,通过在混凝土中埋设应变计,并测量应变计的电阻值来评估混凝土的应力松弛情况。
这种方法可以对混凝土进行实时监测,并提供准确的数据,但是它对混凝土的质量和结构也有一定要求。
四、混凝土应力松弛检测的注意事项1.选择合适的检测方法不同的混凝土应力松弛检测方法有不同的适用范围和检测精度,因此在选择检测方法时应根据实际需求和检测条件进行选择。
2.保证检测的准确性混凝土应力松弛检测的准确性很大程度上取决于检测仪器的质量和操作人员的技能水平,因此在进行检测时应注意仪器的校准和操作规范。
压缩应力松弛 标准
压缩应力松弛标准
压缩应力松弛是指在材料受到压缩应力作用后,随着时间的推移,材料内部的应力逐渐减小的过程。
这种现象在材料科学和工程中具有重要的意义。
在标准化方面,压缩应力松弛的测试和评估通常需要遵循一些国际标准或行业标准,以确保测试的准确性和可比性。
首先,我们可以从材料科学的角度来看。
压缩应力松弛的标准通常涉及到材料的弹性和塑性行为,以及材料在压缩载荷下的变形和应力分布。
国际标准组织(ISO)和美国材料和试验协会(ASTM)通常会发布与压缩应力松弛测试相关的标准,这些标准涵盖了测试方法、样品制备、数据分析等方面的要求,以确保测试结果的可靠性和可重复性。
其次,从工程应用的角度来看,压缩应力松弛的标准也涉及到材料在实际工程中的应用性能。
例如,对于高温合金材料在航空发动机中的应用,压缩应力松弛的特性对材料的疲劳寿命和耐久性能有着重要影响。
因此,航空航天领域的标准化组织往往也会发布相关的压缩应力松弛测试标准,以指导材料的选用和设计。
此外,还需要考虑到不同材料和应用领域的特殊要求。
例如,高温聚合物材料和陶瓷材料在高温条件下的压缩应力松弛行为与金属材料有所不同,因此针对不同类型材料的压缩应力松弛测试可能需要制定不同的标准。
总的来说,压缩应力松弛的标准化涉及到材料科学、工程应用和特定材料特性等多个方面,需要综合考虑各种因素并遵循相应的国际标准或行业标准进行测试和评估。
这样才能确保压缩应力松弛测试结果的准确性和可靠性,为材料的选用和工程设计提供科学依据。
蠕变、应力松弛、滞后、内耗
01聚合物蠕变蠕变在恒定温度、较小的恒定外力作用下,材料的形变随时间的增加而逐渐增大的现象,称为形变。
蠕变过程中包括三种形变:(1)瞬时普弹形变(虎克弹性)特征:施加应力,形变瞬时产生,除去外力,立即恢复。
(2)高弹形变特征:通过链段的运动逐渐展开,形变量大,且形变的发展与时间有关,恢复也是逐渐进行的。
(3)黏性形变——永久变形特征:黏性形变的发展与时间呈线性关系,外力除去后,不能恢复。
例如,软PVC丝悬挂一定重量的砝码,就会慢慢地伸长,解下砝码后,又会慢慢缩回去,这就是典型的蠕变现象。
对于工程塑料,要求蠕变越小越好,对于蠕变严重的材料,使用时需采取必要补救措施。
如硬PVC有良好的抗腐蚀性能,可用于加工化工管道、容器等设备,但它容易蠕变,使用时必须增加支架以防止蠕变.PFTE是塑料中摩擦系数最小的,由于其蠕变现象严重,所以不能用作机械零件,但却是很好的密封材料.为探究GFRP锚杆在循环荷载下的黏结锚固性能,在软岩地基边坡开展GFRP 锚杆现场拉拔试验,通过光纤光栅应变传感器测量技术进行研究。
结果表明:循环荷载作用下锚杆杆体与锚固体的黏结蜕化深度小于锚杆的有效锚固长度,黏结蜕化深度以上锚杆杆体与锚固体界面提供摩擦力,黏结蜕化深度以下提供黏聚力。
当锚固界面受到破坏时,黏聚力将失去作用。
锚杆同-锚固深度处循环荷载作用的次数越多,锚固界面的黏结蜕化现象越严重;不同锚固深度处循环荷载作用的次数越多,黏结蜕化现象反而越不明显。
图7为GFRP锚杆杆体应变时程曲线,表明不同循环荷载对锚杆杆体黏结蜕化作用的影响。
通过多变量控制下的GFRP锚杆静载和反复荷载试验发现:在静载和反复荷载试验下,GFRP锚杆的破坏形式均为杆体拔出破坏;在反复荷载作用下,较少的循环次数对GFRP筋与混凝土黏结强度和锚杆滑移量影响不明显,当在低应力水平、反复荷载循环次数较少时,GFRP锚杆黏结强度退化不显著,反而在一定程度上有所增加;而在高应力反复荷载作用下,GFRP筋与混凝土间的黏结强度降低,黏结性能退化比较明显。
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,%/小时)。
B. 在给定温度(T)下和在规定的试验时间(t,小 时)内,使试样产生一定蠕变变形量(δ,%)的应
力值,以符号 σδ/ t
T MN/m2 表示。
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二 、持久强度
变形抗力与断裂抗力是两种不同的性能指标 蠕变极限表征了金属材料在高温长期载荷作用下对 塑性变形的抗力。
对于高温材料还必须测定其在高温长期载荷作用下 抵抗断裂的能力,即持久强度。
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p200
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第一节 金属的蠕变与蠕变断裂
一、 蠕变现象 金属:T>0.3-0.4Tm ;陶瓷: T>0.4-0.5Tm; 高分子材料T>Tg
金属在长时间的恒温、恒应力作用下,即使应力小于
屈服强度,也会缓慢地产生塑性变形的现象称为蠕变。
由于这种变形而最后导致材料的断裂称为蠕变断裂。
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三 金属高温力学性能指标 ——蠕变极限与持久强度
(一)蠕变极限
为保证在高温长期载荷作用下的机件不致产生过 量变形,要金属材料具有一定的蠕变极限。
蠕变极限是高温长期载荷作用下材料对塑性变形 抗力的指标。和常温下的屈服强度σ0.2相似。
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蠕变极限一般有两种表示方法:
A. 在给定(T)下,使试样产生规定蠕变速度的应力值 ,以符号σET MN/m2 表示(其E为第二阶耐热钢及合金的基体材料一般选用熔点高、自 扩散激活能大或层错能低的金属及合金。
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熔点愈高的金属自扩散愈慢 层错能降低易形成扩展位错 弥散相能强烈阻碍位错的滑移与攀移
(二)冶炼工艺的影响
(三)热处理工艺的影响
回火温度应高于使用温度100~150℃以上,以 提高其在使用温度下的组织稳定性。
第十章 金属高温机械性能
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在高压蒸汽锅炉、汽轮机、燃气轮机、柴油机 、化工炼油设备以及航空发动机中,很多机件 是长期在高温条件下运转的。 1.温度对金属材料的机械性能影响很大。 2.温度和时间还影响金属材料的断裂形式。
当机件在TE以上工作时,金属的为裂纹由穿晶断裂 过渡到晶间断裂。 金属材料的等强温度 变形速度对它有较大的影响
(四)晶粒度的影响
晶粒大小对金属材料高温性能的影响很大。
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四 、应力松弛稳定性
高温下工作的紧固件常出现上紧的螺栓使用一段 时间后松弛了的现象。 应力随时间增加不断下降的现象叫做应力松弛。
五、聚合物的粘弹性与蠕变
1.温度对聚合物力学性能的影响
非晶聚合物随温度变化 可出现三种力学状态: 即玻璃态、高弹态和粘 流态,见图示。
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2.裂纹成核分散于晶界上,在较低应力和较高温度下 ,蠕变裂纹常分散在晶界各处,特别易产生在垂直于拉 应力方向的晶界上。
这种裂纹成核的过程为:首先由于晶界滑动在晶界的台阶(如经二相质点 或滑移带的交截)处受阻而形成空洞。然后由于位错运动产生的大量空位, 为了减少其表面能而向拉伸应力作用的晶界上迁移,当晶界上有空洞时,空 洞便吸收空位而长大,形成裂纹
金属材料的持久强度,是在给定温度(T)下和 规定的持续时间(t)内发生断裂的应力值,以 σtT MN/m2 表示。
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三、 影响蠕变极限及持久强度的主要因素
由蠕变断裂机理可知 要降低蠕变速度提高蠕变极限,必须控制位错攀移的 速度; 要提高断裂抗力,即提高持久强度,必须抑制晶界的 滑动,也就是说要控制晶内和晶界的扩散过程。
位错虽可通过攀移形成亚晶而产生回复软化,但
位错攀移的驱动力来自晶格畸变能的降低。在蠕 变初期由于晶格畸变能较小,所以回复软化过程 不太明显。
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蠕变第二阶段,晶内变形以位错滑移和攀移方式交替
进行,晶界变形以滑动和迁移方式交替进行。晶内滑移
和晶界滑动使金属强化,但位错攀移和晶界迁移则使金 属软化。由于强化和软化的交替作用,当达到平衡时, 就使蠕变速度保持恒定。
蠕变发展到第三阶段,由于裂纹迅速扩展,蠕变速
度加快。当裂纹达到临界尺寸便产生蠕变断裂。
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(二)蠕变断裂机理
蠕变断裂主要是沿晶断裂 。在裂纹成核和扩展过程 中,晶界滑动引起的应力 集中与空位的扩散起着重 要作用。由于应力和温度 的不同,裂纹成核有两种 类型。 1.裂纹成核于三晶粒交 会处,在高应力和较低温 度下,在晶粒交会处由于 晶界滑动造成应力集中而 产生裂纹。
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2.聚合物的力学松弛—粘弹性
(1)蠕变
蠕变是指在一定的温度和较小的恒定外力作用
下,材料的形变随时间的增加而逐渐增大的现 象。 (2)应力松弛
应力松弛是指在恒定温度和形变保持不变,聚合
物内部的应力随时间增加而逐渐衰减的现象。
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本章完
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在高温蠕变条件下,由于晶界强度降低,其变形量就 大,有时甚至占总蠕变变形量的一半,这是蠕变变形 的特点之一。
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根据位错理论及蠕变变形方式对高温蠕变过程作简要说明。
蠕变第一阶段以晶内滑移和晶界滑动方式产生
变形。位错刚开始运动时,障碍较少,蠕变速度
较快。随后位错逐渐塞积、位错密度逐渐增大, 晶格畸变不断增加,造成形变强化。在高温下,
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金属的蠕变过程 可用蠕变曲线来 描述。
d dt
蠕变曲线上任一点的斜率,表示该点的蠕变速度。 蠕变过程分成三个阶段。
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第一阶段ab是减速蠕变阶段。这一阶段开始的蠕变 速度很大,随着时间延长,蠕变速度逐淅减小,到b点 蠕变速度达到最小值。 第二阶段bc是恒速蠕变阶段。这一阶段的特点是蠕 变速度几乎保持不变,因而通常又称为稳态蠕变阶段 。一般所反映的蠕变速度,就是以这一阶段的变形速 度ε表示的。 第三阶段cd是加速蠕变阶段,随着时间的延长,蠕 变速度逐渐增大,直至d点产生蠕变断裂。
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二 蠕变过程中变形与断裂机理
(一)蠕变变形机理
蠕变变形是通过位错滑移、位错攀移等方式实现的。
在常温下,若滑移面上位错运动受阻,产生塞积现象,
滑移便不能进行。
在高温蠕变条件下,由于热激活,就有可能使滑移面
上塞积的位错进行攀移,形成小角度亚晶界(此即高 温回复阶段的多边化),从而导致金属材料的软化, 使滑移继续进行。