材料的高温力学性能.pptx

1 第七章第七章 材料的高温力学性能材料的高温力学性能n概述概述n 在航空航天、能源和化工等工业领域，许多机件是在高温下长期服役的，如发动机、锅炉、炼油设备等，它们对材料的高温力学性能提出了很高的要求正正确确地地评评价价材材料料、合合理理地地使使用用材材料料、研研究究新新的的耐耐高高温温材材料料，成为上述工业发展和材料科学研究的主要任务之一n一、温度对材料的力学性能影响一、温度对材料的力学性能影响n、金属材料随着温度的升高，强度极限逐渐降低；n、断裂方式由穿晶断裂逐渐向沿晶断裂过渡；2一、温度对材料的力学性能影响一、温度对材料的力学性能影响n、常温下可以用来强化钢铁材料的手段，如加工硬化、固溶强化及沉淀强化等，随着温度的升高强化效果逐渐消失；n4、对常温下脆性断裂的陶瓷材料，到了高温，借助于外力和热激活的作用，形变的一些障碍得以克服，材料内部质点发生了不可逆的微观位移，陶瓷也变为半塑性材料.n5、高分子材料的粘弹性又使其具有不同于其他材料的高温性能特点3一、温度对材料的力学性能影响一、温度对材料的力学性能影响n6、在常温下，时间对材料的力学性能几乎没有影响，而在高温时,力学性能就表现出了时间效应，如金属材料的强度极限随承载时间的延长而降低n7、很多金属材料在高温短时拉伸试验时，塑性变形的机制是晶内滑移，最后发生穿晶的韧性断裂，而在应力的长时间作用下，即使应力不超过屈服强度，也会发生晶界滑动，导致沿晶的脆性断裂n 所以，如何评价材料的高温力学性能，并运用这些力学性能指标评估高温构件的安全性和寿命，是一个复杂的课题4二、约比温度（二、约比温度（T TTmTm）n二、约比温度（二、约比温度（T TTmTm）约比温度（TTm）：其中，T为试验温度，Tm为材料熔点，都采用热力学温度表示n 当TTm0405时为高温，反之则为低温n 高温另外的一种表示：指机件的服役温度超过了金属的再结晶温度，既0.40.5 Tmn 本章将讨论材料的高温变形行为、变形和断裂的机制、力学性能指标、影响因素等问题n 5第一节第一节 高温蠕变性能高温蠕变性能n材料在高温下力学行为的一个重要特点就是产生蠕变蠕变n蠕蠕变变：所谓蠕变就是材料在长时间的恒温、恒载荷作用下（即使应力低于弹性极限）缓慢地产生塑性变形的现象由于这种变形而最后导致材料的断裂称为蠕变断裂蠕变断裂n一、蠕变的一般规律一、蠕变的一般规律n 严格地讲，蠕变可以发生在任何温度，在低温时，蠕变效应不明显，可以不予考虑；约约比比温温度度大于03时，蠕变效应比较显著，此时必须考虑蠕变的影响，如碳钢超过300、合金钢超过400，就必须考虑蠕变效应 6一、蠕变的一般规律一、蠕变的一般规律、蠕变曲线：时间、蠕变曲线：时间与应变量之间的关系与应变量之间的关系曲线称为蠕变曲线曲线称为蠕变曲线.OA线段是施加载荷后，试样产生的瞬时应变，图中ABCD曲线即为蠕变曲线曲线上任一点的斜率，表示该点的蠕变速率（ddt）按照蠕变速率的变化，可将蠕变过程分为3个阶段7一、蠕变的一般规律一、蠕变的一般规律n第第阶阶段段：AB段，称为减速蠕变阶段（又称过渡蠕变阶段），这一阶段开始的蠕变速率很大，随着时间的延长，蠕变速率逐渐减小，到B点，蠕变速率达到最小值n第第阶阶段段：BC段，称为恒速蠕变阶段（又称稳态蠕变阶段），这一阶段的特点是蠕变速率几乎不变一般所指的材料蠕变速率，就是以这一阶段的蠕变速率来表示的n8一、蠕变的一般规律一、蠕变的一般规律n第第阶阶段段：CD段，称为加速蠕变阶段（又称为失稳蠕变阶段），随着时间的延长，蠕变速率逐渐增大，到D点发生蠕变断裂n蠕变与时间的关系可以表示为：蠕变与时间的关系可以表示为：n 0+f(t)+Dt+(t)n其中：0为瞬时应变；f（t）为减速蠕变；Dt为恒速蠕变；(t)为加速蠕变9一、蠕变的一般规律一、蠕变的一般规律n2 2、蠕变曲线随应力和温度的变化、蠕变曲线随应力和温度的变化10一、蠕变的一般规律一、蠕变的一般规律n（）恒温下改变应力，或在恒定应力下改变温度，蠕变曲线都将发生变化当减小应力或降低温度时，蠕变第阶段延长，甚至不出现第阶段；n（）当增加应力或提高温度时，蠕变第阶段缩短，甚至消失，试样经过减速蠕变后很快进入第阶段而断裂11一、蠕变的一般规律一、蠕变的一般规律n、高分子材料的蠕变特性高分子材料的蠕变特性n由于它的粘弹性决定了与金属材料、陶瓷材料不同的蠕变特性，其蠕变曲线如下图所示12一、蠕变的一般规律一、蠕变的一般规律n蠕变曲线也可分为蠕变曲线也可分为3 3个阶段个阶段n第第阶阶段段：AB段，为可逆形变阶段，是普通的弹性变形，即应力和应变成正比；n第第阶阶段段：BC段，为推迟的弹性变形阶段，也称高弹性变形发展阶段；n第第阶阶段段：CD段，为不可逆变形阶段，是以较小的恒定应变速率产生变形，到后期，会产生颈缩，发生蠕变断裂13一、蠕变的一般规律一、蠕变的一般规律n 蠕蠕变变回回复复：对于高分子材料来说弹性变形引起的蠕变，当载荷去除后，可以发生回复，称为蠕变回复。这是高分子材料的蠕变与其他材料的不同之一 材料不同或试验条件不同时，蠕变曲线的3个阶段的相对比例会发生变化，但总的特征是相似的14二、蠕变变形及断裂机理二、蠕变变形及断裂机理n1 1蠕变变形机理蠕变变形机理n 位错滑移n 原子扩散n材料的蠕变变形机理 晶界滑动n 子链段沿外力的舒展n（对于高分子材料）nn 15二、蠕变变形及断裂机理二、蠕变变形及断裂机理（1 1）位错滑移蠕变机理）位错滑移蠕变机理 材材料料的的塑塑性性变变形形主主要要是是由由于于位位错错的的滑滑移移引引起起的的，即即：在一定的载荷作用下，滑移面上的位错运动到一定程度后，位错运动受阻发生塞积，就不能继续滑移，只能产生一定的塑性变形；在在常常温温下下，如果要继续产生塑性变形，则必须提高载荷，增大位错滑移的切应力，才能使位错重新增殖和运动;在在高高温温下下，由于温度的升高，原子和空位运动所需要的热激活降低，使得位错可以克服某些障碍物得以继续运动，继续产生塑性变形这就导致了高温蠕变的产生。n 16二、蠕变变形及断裂机理二、蠕变变形及断裂机理n刃型位错的攀移n 螺型位错的交滑移n位错的热激活方式位错的热激活方式：位错环的分解n 割阶位错的非保守运动n 亚晶界的位错攀移17二、蠕变变形及断裂机理二、蠕变变形及断裂机理 18二、蠕变变形及断裂机理二、蠕变变形及断裂机理n在蠕变第在蠕变第阶段阶段 由于蠕变变形逐渐产生形变硬化，使位错源开动的阻力和位错滑动的阻力逐渐增大，致使蠕变速率不断降低，因此形成了减速蠕变阶段n在蠕变的第在蠕变的第阶段阶段 由于形变硬化的不断发展，促进了动态回复的发生，使材料不断软化当形变硬化和回复软化达到动态平衡时，蠕变速率遂为一常数，因此形成了恒速蠕变阶段19二、蠕变变形及断裂机理二、蠕变变形及断裂机理n（）扩散蠕变机理（）扩散蠕变机理 n 在较高温度下，原子和空位n可以发生热激活扩散，在不受外n力的情况下，它们的扩散是随机n的，在宏观上没有表现但是在n外力作用下，晶体内部产生不均n匀应力场，原子和空位在不同的n位置具有不同的势能，它们会由n高势能位向低势能位进行定向扩n散，如图所示 20二、蠕变变形及断裂机理二、蠕变变形及断裂机理n 在拉应力的作用下，晶体ABCD晶界上的空位势能发生变化，垂直于拉应力轴的晶界（图中A、B晶界）处于高势能态平行于拉应力轴的晶界（图中C、D晶界）处于低势能态因此，导致空位由势能高的A、B晶界向势能低的C、D晶界扩散 空位的扩散引起原子向相反的方向扩散，从而引起晶粒沿拉伸轴方向伸长，垂直于拉伸轴方向收缩，致使晶体产生扩散性蠕变21二、蠕变变形及断裂机理二、蠕变变形及断裂机理n（）晶界滑动蠕变机理（）晶界滑动蠕变机理 n 晶界在外力的作用下，会发生相对滑动变形，在在常常温温下下，可以忽略不计；在在高高温温时时，晶界的相对滑动可以引起明显的塑性变形，产生蠕变n 对于金属材料和陶瓷材料，在外力作用下，晶粒发生弹性位移而产生蠕变的贡献不大主要的还是空位的定向扩散而引起的蠕变。22二、蠕变变形及断裂机理二、蠕变变形及断裂机理n（）粘弹性机理（）粘弹性机理 n 高分子材料在恒定应力的作用下，分子链由卷曲状态逐渐伸展，发生蠕变变形，这是体系熵值减小的过程当外力减小或去除后，体系自发地趋向嫡值增大的状态，分子链由伸展状态向卷曲状态回复，表现为高分子材料的蠕变回复特性 n2蠕变断裂机理（蠕变断裂机理（蠕变断裂有两种情况）：）：n一一种种情情况况：是对于那些不含裂纹的高温机件，在高温长期服役过程中，由于蠕变裂纹相对均匀地在机件内部萌生和扩展，显微结构变化引起的蠕变抗力的降低以及环境损伤导致的断裂；23二、蠕变变形及断裂机理二、蠕变变形及断裂机理n 另另一一种种情情况况:是高温工程机件中，原来就存在裂纹或类似裂纹的缺陷，其断裂是由于主裂纹的扩展引起的，n 晶晶间间断断裂裂：是蠕变断裂的普遍形式，高温低应力下情况更是如此，这是因为温度升高，多晶体晶内及晶界强度都随之降低，但后者降低速率更快，造成高温下晶界的相对强度较低的缘故24二、蠕变变形及断裂机理二、蠕变变形及断裂机理n晶界断裂有两种模型：晶界断裂有两种模型：n（）、模型（）、模型（晶界滑动和应力集中模型）认为在蠕变温度下，持续的恒载将导致位于最大切应力方向的晶界滑动，这种滑动必然在三晶粒交界处形成应力集中，如果这种应力集中不能被滑动晶界前方晶粒的塑性变形或晶界的迁移所松弛，那么当应力集中达到晶界的结合强度时，在三晶粒交界处必然发生开裂，形成楔形空洞25二、蠕变变形及断裂机理二、蠕变变形及断裂机理n（）、模型（）、模型n认为在垂直于拉应力的晶面上，当应力水平超过临界值时，通过空位聚集的方式萌生空洞，在应力的作用下，空位由晶内和沿晶界继续向空洞处扩散，使空洞长大并互相连接成裂纹，当裂纹扩展达临界值使，材料发生蠕变断裂。n 蠕变断裂究竟以何种方式发生，取蠕变断裂究竟以何种方式发生，取决于具体材料、应力水平、温度、加载决于具体材料、应力水平、温度、加载速率和环境介质等因素速率和环境介质等因素26二、蠕变变形及断裂机理二、蠕变变形及断裂机理 、在高应力高应变速率下，温度低时，金属材料通常发、在高应力高应变速率下，温度低时，金属材料通常发生滑移引起的解理断裂或晶间断裂，这属于一种脆性断裂方生滑移引起的解理断裂或晶间断裂，这属于一种脆性断裂方式，其断裂应变小，即使在较高温度下，多晶体在发生整体式，其断裂应变小，即使在较高温度下，多晶体在发生整体屈服后再断裂，断裂应变一般也不会超过屈服后再断裂，断裂应变一般也不会超过10 断口的典型断口的典型特征是韧窝应力高时，这种由空洞长大的断裂方式瞬时发特征是韧窝应力高时，这种由空洞长大的断裂方式瞬时发生，不属于蠕变断裂；生，不属于蠕变断裂；n、在较低应力和较高温度下，通过在晶界空位聚集形成、在较低应力和较高温度下，通过在晶界空位聚集形成空洞和空洞长大的方式发生晶界蠕变断裂，这种断裂是由扩空洞和空洞长大的方式发生晶界蠕变断裂，这种断裂是由扩散控制的，但低温下由空位扩散导致的这种断裂过程十分缓散控制的，但低温下由空位扩散导致的这种断裂过程十分缓慢，实际上观察不到断裂的发生慢，实际上观察不到断裂的发生 27二、蠕变变形及断裂机理二、蠕变变形及断裂机理n、金属材料蠕变断裂断口的宏观特征、金属材料蠕变断裂断口的宏观特征 （）、在断口附近产生塑性变形，在变形区域附近有很多裂纹，使断裂机件表面出现龟裂现象；n（）、由于高温氧化，断口表面往往被一层氧化膜所覆盖；n（）、断口呈现冰糖状花样的沿晶断裂特征 28三、蠕变性能指标三、蠕变性能指标 蠕变性能常采用蠕蠕变变极极限限、持持久久强强度度、松松弛弛稳稳定定性性等力学性能指标来表示 1蠕变极限：它表示材料对高温蠕变变形的抗力蠕变极限：它表示材料对高温蠕变变形的抗力n 第第一一种种方方法法：在给定温度下，使试样在蠕变第二阶段产生规定稳态蠕变速率的最大应力定义为蠕蠕变变极极限限，记作T MPa，其中T表示温度（），是表示第二阶段的稳态蠕变速率（h）例如500 1105 80Mpa，表示在500时，第二阶段的稳态蠕变速率为1105 h的蠕变极限为80 MPa在高温下长期服役的机件，常把蠕变速率等于1105 h的应力定义为蠕变极限，作为选材和机件设计的依据 29三、蠕变性能指标三、蠕变性能指标n第第二二种种：在给定温度和时间的条件下，使试样产生规定的蠕变应变的最大应力，定义为蠕变极限，记作T/t（MPa），表示测试温度为T（），在t小时产生蠕变应变为时的蠕变极限.n 例如5001/10000100 MPa，即表示材料在500时，10000 h产生1的蠕 变应变的蠕变极限为 100 MPa 30三、蠕变性能指标三、蠕变性能指标n 在蠕变时间短而蠕变速率又较大的情况下，一般采用这种定义方法 对于按稳态蠕变速率定义的蠕变极限，其测定程序为：n 在同一温度、不同应力下进行蠕变试验，测出不少于4条的蠕变曲线；求出蠕变曲线第二阶段直线部分的斜率，此即稳态蠕变速率同一温度下，蠕变速率与外加应力之间存在下列经验关系：n An （7一2）n式中：A和n是与材料及试验条件有关的常数，对于单相合金n36 31三、蠕变性能指标三、蠕变性能指标n式（7一2）在对数坐标上代表一条斜率为n的直线，如图79所示 32三、蠕变性能指标三、蠕变性能指标n 利用线性回归分析法求出n和A之值后，再用内插或外推法，或者式（72），即可求出规定蠕变速率下的外加应力，即为蠕变极限由此可见，用较大的应力、较短时间作出的蠕变试验结果，可用外推法求出较小应力、较长时间的蠕变极限，从而节约大量的试验时间和经费，n 2 2持久强度持久强度n（1 1）说说明明 ：某些在高温下工作的机件，蠕变变形很小或对变形要求不严格，只要求机件在使用期内不发生断裂在这种情况下，要用持久强度作为评价材料、设计机件的主要依据33三、蠕变性能指标三、蠕变性能指标n（2 2）持持久久强强度度：是是材材料料在在一一定定的的温温度度下下和和规规定的时间内，不发生蠕变断裂的最大应力定的时间内，不发生蠕变断裂的最大应力.n 记作记作T Tt t（MPaMPa）例如6001000200 MPa，表示某种材料在600下工作 1000 h的持久强度为 200MPa若200 MPa或 t1000 h，试件均发生断裂34三、蠕变性能指标三、蠕变性能指标n（3 3）持久强度测定方法：）持久强度测定方法：n实验结果表明，金属材料在给定温度下，应力和断裂时间tf可用下列经验公式表示：n tfAm （73）n其中，A和m为常数可以看出，式（73）双对数坐标上代表斜率为m的直线n 实验时，用一组试样，测得在不同应力下的断裂时间，然后按式（73）对试验数据进行拟合，求出常数A和m之值；或在lglgtf双对数坐标上画出直线，最后推算出或按直线最后推算出或按直线外推求出材料长时间的持久强度外推求出材料长时间的持久强度 35三、蠕变性能指标三、蠕变性能指标n注意注意：高温长时间加载的条件下，材料的组织结构会发生变化，因此，在lglgtf双对数坐标中，试验结果往往不是一条直线，而出现转折点，如图710所示 36三、蜕变性能指标三、蜕变性能指标n 通通过过持持久久强强度度试试验验，还还可可以以测测定定材材料料的的持持久塑性久塑性 （4 4）持持久久塑塑性性：用试样断裂后的延延伸伸率率和断断面面收收缩缩率率来表示，它反映材料在高温长时间作用下的塑性性能，是衡量材料蠕变脆性的一个重要指标 很多材料在高温下长时间工作后，延伸率降低，往往发生脆性破坏，如汽轮机中螺栓的断裂、锅炉中导管的脆性破坏等n 37三、蠕变性能指标三、蠕变性能指标n 持久塑性持久塑性一般随着试验时间的增加而下降，但某一时间范围内可能出现最低值，以后随时间的增加，持久塑性又上升n3 3松弛稳定性松弛稳定性n（1 1）松弛稳定性：）松弛稳定性：n材料在恒变形的条件下，随着时间的延长，弹性应力逐渐降低的现象称为应应力力松松弛弛材料抵抗应力松弛的能力称为松弛稳定性松弛稳定性38三、蠕变性能指标三、蠕变性能指标n（2 2）松弛稳定性的测定）松弛稳定性的测定n松弛稳定性松弛稳定性可以通过松弛试验测定的应力松弛曲线来评定.n 材料的松弛曲线：材料的松弛曲线：是在规定的温度下，对试样施加载荷，保持初始变形量恒定，测定试样上的应力随时间而下降的曲线.39三、蠕变性能指标三、蠕变性能指标 图中0为初始应力，随着时间的延长，试样中的应力不断减小40三、蠕变性能指标三、蠕变性能指标n剩剩余余应应力力ShSh：应力松弛试验中，任一时间试样上所保持的应力称为剩余应力剩余应力ShSh；n减减少少的的应应力力：试样上所减少的应力，即初始应力与剩余应力之差称为松弛应力soso；剩剩余余应应力力ShSh是评价材料应力松弛稳定性的一个指标剩余应力愈高者，其松弛稳定性愈好n 41三、蠕变性能指标三、蠕变性能指标n 对于那些在高温状态下工作的紧固件，在选材和设计时，就应该考虑材料的松弛稳定性n 如汽轮机、燃气轮机的紧固件，在工作过程中，如果材料的松弛稳定性不好，那么随着工作时间的延长，剩余应力愈来愈小，当小于汽缸螺栓的预紧工作应力时，就会发生泄气事故42四、影响蠕变性能的主要因素四、影响蠕变性能的主要因素 根据蠕变变形和断裂机理可知，蠕变是在一定的应力条件下，材料的热激活微观过程的宏观表现，它不仅决定于材料的成分、组织结构等内在因素，而且也受应力、温度、环境介质等外来因素的影响n 1 1内在因素内在因素n（）、化学成分（）、化学成分n材料的成分不同，蠕变的热激活能同热激活能高的材料，蠕变变形就困难，蠕变极限、持久强度、剩余应力就高 43四、影响蠕变性能的主要因素四、影响蠕变性能的主要因素n、金属材料，如设计耐热钢及耐热合金时，一般选用熔点高、自扩散激活能大和层错能低的元素及合金；n原因：熔熔点点愈愈高高的的金金属属自扩散激活能愈大，因而自扩散愈慢；n层层错错能能愈愈低低的的金金属属愈易产生扩展位错，使位错难以产生割阶、交滑移和攀移这些都有利于降低蠕变速率；大多数面面心心立立方方结结构构的金属，其高温强度比体心立方结构的高；44四、影响蠕变性能的主要因素四、影响蠕变性能的主要因素n、对于陶瓷材料陶瓷材料，如果是共价键结构，由于价键的方向性，使之拥有较高的抵抗晶格畸变、阻碍位错运动的派一纳力，一般陶瓷材料具有较好抗高温蠕变性能；n、对于高分子材料高分子材料，不同种类的材料具有不同的粘弹性，使得蠕变性能不同45四、影响蠕变性能的主要因素四、影响蠕变性能的主要因素n（）、组织结构（）、组织结构 对于金属材料，采用不同的热处理工艺，可以改变组织结构，从而改变热激活运动的难易程度如珠光体耐热钢，一般采用正火加高温回火工艺，正火温度应较高，以促使碳化物较充分而均匀地溶解在奥氏体中；回火温度应高于使用温度100150以上，以提高其在使用温度下的组织稳定性46四、影响蠕变性能的主要因素四、影响蠕变性能的主要因素n 如奥氏体耐热钢或合金一般进行固溶处理和时效，使之得到适当的晶粒度，并改善强化相的分布状态；有的合金在固溶处理后再进行一次中间处理，使碳化物沿晶界呈断续链状析出，可使持久强度和蠕变延伸率进一步提高n 47四、影响蠕变性能的主要因素四、影响蠕变性能的主要因素n（）晶粒尺寸（）晶粒尺寸 细化晶粒是唯一可以同时提高材料常规强度、硬度和塑性、韧性的方法，但对于材料的高温力学性能，其影响则并非如此n、对于金属材料、对于金属材料:n当使用温度低于等强温度时，细化晶粒可以提高钢的强度；当使用温度高于等强温度时，粗化晶粒可以提高钢的蠕变极限和持久强度.n48四、影响蠕变性能的主要因素四、影响蠕变性能的主要因素n但是，晶粒太大会降低钢的高温塑性性对于耐热钢和合金，随合金成分和工作条件的不同，都有一最佳晶粒尺寸范围例如，奥氏体耐热钢及镍合金，一般以24级晶粒度较好.n、对于陶瓷材料、对于陶瓷材料:n不同的晶粒尺寸决定了控制蠕变速率的蠕变机理不同：当晶粒尺寸很大时，蠕变速率受位错滑动和晶内扩散的控制；当晶粒尺寸较小时，情况比较复杂，蠕变速率可能受晶界扩散、晶界滑动机制所控制，也可能是所有机制的混合控制 49四、影响蠕变性四、影响蠕变性能的主要因素能的主要因素2 2外部因素外部因素（）、应力（）、应力 材料的蠕变性能和蠕变速率主要取决于应力水平，高应力下蠕变速率高应力下蠕变速率高，低应力下蠕变高，低应力下蠕变速率低速率低如图所示.50四、影响蠕变性能的主要因素四、影响蠕变性能的主要因素n可以看到，不同应力水平下，材料出现银纹或变白的时间不同，甚至断裂的时间也不同，在许多情况下，经过几星期、几个月、甚至几年以后，才能观察到高分子材料的这些微观失效或宏观失效形式 51四、影响蠕变性能的主要因素四、影响蠕变性能的主要因素n（）、温度（）、温度 蠕变是热激活过程，蠕变激活能和扩散激活能的相对关系，影响着蠕变机制蠕变激活能和扩散激活能都是温度的减值函数，n 各种高分子材料的蠕变也与环境温度有很大关系，随着温度的升高，蠕变变形量增加，蠕变速率增大当温度升高到材料的玻璃化温度以上，蠕变现象非常明显52第二节 其他的高温力学性能一.高温短时拉伸性能 在评定材料的高温力学性能时,多数的情况下材料长时间工作,考虑蠕变极限,持久强度和剩余应力.如果是短时间工作,就应该考虑高温短时拉伸性能.高温短时拉伸性能是指金属材料在高于室温时的抗拉强度,屈服强度,伸长率及断面收缩率等性能指标。53一高温短时拉伸性能 实验方法：试样按常温试验要求准备好后，装入管式炉中，两端用特制的连杆引出炉外，夹于试验机的夹头内。为了准确地测定试样温度，最好将热电偶的热接点用石棉绳绑在试样标距部分。试样加热到规定温度后，应根据其尺寸大小，保温20min以上，然后进行拉伸试验。试样的伸长和断面收缩，可待试样冷却后在常温下测定。如需测定材料的屈服 强度，则应采用特制的引伸计，使其能伸出炉外，以便观测；也可在管式炉上预留窥视孔，装试样时使其标点恰好对准此孔，在试验过程中用测试望远镜测定其伸长。54二高温硬度n二高温硬度n 金属材料的高温硬度，对于高温轴承及某些工具材料等是重要的质量指标此外，目前正在研究高温下金属材料有硬度值随承载时间的延长而逐渐下降的规律，试图据此确定同温度下的持久强度，以减少或省去时间冗长的持久试验因此，高温硬度试验的应用将日益广泛n高温硬度方法仍为布氏，洛氏和维氏硬度方法 n55二高温硬度n 由于试样在较高温度下的硬度较低，所以试验压力不宜过大，并应根据试验温度的高低，改变试验压力的大小，以保证压痕清晰和完整。此外，由于试样在高温下蠕变的影响较大，一般规定加载时间为30-60s，但有时为了显示蠕变的影响，将加载时间延长到1-5h时，所得结果叫持久硬度。试样上压痕直径（布氏硬度）或对角线（维氏硬度）的测量，一般是在试样冷却后进行的。56三高温下材料的拈性流动性n三高温下材料的拈性流动性n 材料在外力用的作用下，首先发生弹性变形，随后出现屈服现象，发生塑性变形，到一定程度以后，发生断裂。一般的塑性变形都是应力超过屈服极限后，发生的不可逆的永久性变形。但是，有些材料在高温时，其不可逆的永久性变形没有屈服现象。通常把这种高温下产生的不可逆永久性变形称为粘性流动变形，也称为粘性变形。材料发生粘性变形的能力称为粘性。57四高温疲劳性能n四高温疲劳性能n高温疲劳：通常把高于再结晶温度所发生的疲劳叫做高温疲劳n高温疲劳规律：随实验温度升高材料的高温疲劳强度降低当温度上升到以上后，每升高,钢的疲劳抗力下降1520,对于耐热合金,每升高 ,钢的疲劳抗力下降510.n高温疲劳的最大特点是与时间有关.