310S不锈钢蠕变性能的高温压痕试验分析

发布时间：2020-12-31 13:25

　　针对310S不锈钢蠕变性能开展650℃下的高温压痕蠕变和单轴蠕变试验研究,在对比压痕深度-时间曲线和单轴蠕变应变-时间曲线的基础上,讨论不同载荷下球形压痕蠕变变形规律。在考虑弹塑性变形的同时,修正球形压痕蠕变分析模型,预测310S不锈钢蠕变指数和变形。结果表明:压痕蠕变试验技术可以合理评价310S不锈钢的高温蠕变性能;随着蠕变时间的延长,压痕蠕变呈现蠕变减速阶段和近似的稳态蠕变阶段;随着载荷的增加,弹塑性变形速率和蠕变变形速率显著上升,呈现显著的载荷相关性;小变形条件下,球形压痕蠕变分析模型所得的蠕变指数与单轴蠕变试验结果具有较高的一致性,以此为基础可以实现310S不锈钢蠕变归一化曲线的合理预测;建立不同压痕深度下压痕蠕变时间与载荷的关系,可以为压痕蠕变变形外推提供参考。 

【文章来源】：南京工业大学学报(自然科学版). 2020年06期 北大核心

【文章页数】：5 页

【部分图文】：

压痕蠕变试验原理示意图

650 ℃下310S不锈钢的压痕蠕变曲线和单轴蠕变曲线分别如图2和3所示。由图2和3可知:压痕蠕变曲线由弹塑性变形阶段和蠕变变形阶段组成。在弹塑性变形阶段,由于球形压头与试样之间接触面较小,较大的局部应力导致试样产生显著的变形。随着载荷的增加,压痕蠕变试样的弹塑性变形显著上升,单轴蠕变试样由于体积较大,因此弹塑性变形的影响相对较小,而在蠕变变形阶段,压痕蠕变曲线呈现与单轴蠕变相似的载荷相关性。随着载荷的增加,压痕蠕变变形逐步上升,变形速率增加。相同的压痕深度下,更大的压痕变形速率表明等效应变更大,合理建立蠕变变形速率与等效应变之间的关系对准确获取材料的蠕变性能参数有着较大的帮助[13]。图3 650 ℃下310S不锈钢单轴蠕变应变-时间曲线

图2 650 ℃下310S不锈钢压痕深度-时间曲线不同载荷下,压痕蠕变变形速率随时间的变化如图4所示。由图4可知:在蠕变减速阶段,试样呈现较高的蠕变变形速率。而随着蠕变时间的延长,压痕深度和接触面积逐渐增加,蠕变变形速率逐渐减小并趋于稳定,此时压痕蠕变进入了和单轴蠕变近似的稳态蠕变阶段。值得注意的是,相比于单轴蠕变试验,压痕蠕变变形速率的变化除了受到材料性能的影响外亦需要考虑等效蠕变应力的变化。

【参考文献】：
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本文编号：2949682