供热锅炉炉壁钢的蠕变、断裂和应力松弛简介

　　供热锅炉炉壁钢的蠕变、断裂和应力松弛简介

　　1.钢的蠕变　　（1）钢的蠕变现象。钢在高温下，即使其所受的应力低于金属在该温度的屈服点，在这样的应力长期作用下，也会发生缓慢但是连续的塑性变形，这种现象被称为蠕变现象，所发生的变形称为蠕变变形（通常把管径方向的蠕变变形称为蠕变胀粗或称蠕胀）。对于碳素钢，大致在300-350℃才出现蠕变现象；对合金钢，大约在400℃以上会出现蠕变现象，并且随着合金成分不同，开始出现蠕变的温度也不同。　　（2）钢的蠕变极限。为了说明钢在高温下抵抗蠕变变形的能力，引人蠕变极限概念。工程所用的蠕变极限称为条件蠕变极限。条件蠕变极限的含义是：条件蠕变极限是一个应力，在这个应力的作用下，钢在一定温度于规定时间内产生的规定的总的变开量或者引起的规定蠕变速度。　　2.钢的持久强度与蠕变断裂　　（1）持久强度。蠕变试验仅仅是测定第二阶段的变形速度或蠕变的总变形量，还不能反映钢材在高温断裂时的强度和韧性，而持久强度不但能反映钢材在高温断裂时的抵抗能力，同时还能反映钢材在高温断裂时的塑性。试验表明：许多钢材和合金钢多在短时试验时塑性可能很高，但是经高温长期试验后，钢的塑性有显著下降的趋势，有的持久塑性仅达(即出现了所　　谓蠕变脆性现象），这种情况在做持久试验时能很好地反映出来。因此要全面评定钢材的高温性能，除了进行蠕变试验外，还必须做持久试验，测定钢材的持久强度。　　所谓持久强度是指钢材在高温和应力的长期作用下抵抗断裂的能力。在锅炉设计中是以零件在高温运行10万h断裂时的应力作持久强度。　　(2）钢的蠕变断裂。当金属经过了蠕变第三阶段后，即发生蠕变断裂。断裂有晶间断裂（沿晶断裂）和晶内断裂（穿晶断裂）两种基本类型。晶间断裂是在高温蠕变时普遍存在的断裂现象，断裂时裂纹沿晶界发展，试样在断裂时的变形比晶内断裂小，属于脆性断裂的形式。晶内断裂时裂纹穿过晶粒，断裂时试样总伴随较较大的塑性变形，并产生明显的缩颈，属于韧性断裂。　　3.钢的应力松弛　　金属在高温和应力状态下，如维持总变形不变，随着时间的延长，应力逐渐降低的现象称为应力松弛。