針對310S不銹鋼蠕變性能開展650℃下的高溫壓痕蠕變和單軸蠕變試驗研究,在對比壓痕深度-時間曲線和單軸蠕變應變-時間曲線的基礎(chǔ)上,討論不同載荷下球形壓痕蠕變變形規(guī)律。在考慮彈塑性變形的同時,修正球形壓痕蠕變分析模型,預測310S不銹鋼蠕變指數(shù)和變形。結(jié)果表明:壓痕蠕變試驗技術(shù)可以合理評價310S不銹鋼的高溫蠕變性能;隨著蠕變時間的延長,壓痕蠕變呈現(xiàn)蠕變減速階段和近似的穩(wěn)態(tài)蠕變階段;隨著載荷的增加,彈塑性變形速率和蠕變變形速率顯著上升,呈現(xiàn)顯著的載荷相關(guān)性;小變形條件下,球形壓痕蠕變分析模型所得的蠕變指數(shù)與單軸蠕變試驗結(jié)果具有較高的一致性,以此為基礎(chǔ)可以實現(xiàn)310S不銹鋼蠕變歸一化曲線的合理預測;建立不同壓痕深度下壓痕蠕變時間與載荷的關(guān)系,可以為壓痕蠕變變形外推提供參考。 

【文章來源】：南京工業(yè)大學學報(自然科學版). 2020年06期 北大核心

【文章頁數(shù)】：5 頁

【部分圖文】：

壓痕蠕變試驗原理示意圖

650 ℃下310S不銹鋼的壓痕蠕變曲線和單軸蠕變曲線分別如圖2和3所示。由圖2和3可知:壓痕蠕變曲線由彈塑性變形階段和蠕變變形階段組成。在彈塑性變形階段,由于球形壓頭與試樣之間接觸面較小,較大的局部應力導致試樣產(chǎn)生顯著的變形。隨著載荷的增加,壓痕蠕變試樣的彈塑性變形顯著上升,單軸蠕變試樣由于體積較大,因此彈塑性變形的影響相對較小,而在蠕變變形階段,壓痕蠕變曲線呈現(xiàn)與單軸蠕變相似的載荷相關(guān)性。隨著載荷的增加,壓痕蠕變變形逐步上升,變形速率增加。相同的壓痕深度下,更大的壓痕變形速率表明等效應變更大,合理建立蠕變變形速率與等效應變之間的關(guān)系對準確獲取材料的蠕變性能參數(shù)有著較大的幫助[13]。圖3 650 ℃下310S不銹鋼單軸蠕變應變-時間曲線

圖2 650 ℃下310S不銹鋼壓痕深度-時間曲線不同載荷下,壓痕蠕變變形速率隨時間的變化如圖4所示。由圖4可知:在蠕變減速階段,試樣呈現(xiàn)較高的蠕變變形速率。而隨著蠕變時間的延長,壓痕深度和接觸面積逐漸增加,蠕變變形速率逐漸減小并趨于穩(wěn)定,此時壓痕蠕變進入了和單軸蠕變近似的穩(wěn)態(tài)蠕變階段。值得注意的是,相比于單軸蠕變試驗,壓痕蠕變變形速率的變化除了受到材料性能的影響外亦需要考慮等效蠕變應力的變化。

【參考文獻】：
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