材料的蠕变试验及蠕变试验机基本常识

                                        材料的蠕变试验及蠕变试验机
        金属在持续应力作用下(即使在远低于弹性极限的情况下)会发生缓慢的塑性变形。熔点较低的金属容易产生这种现象；金属所处的温度越高，这种现象越明显。在一定温度下，金属受持续应力的作用而产生缓慢的塑性变形的现象称为金属的蠕变。引起蠕变的这一应力称蠕变应力。在这种持续应力作用下，蠕变变形逐渐增加，*终可以导致断裂，这种断裂称蠕变断裂。导致断裂的这一初始应力称蜕变断裂应力。在有些情况下(特别是在工程上)，把蠕变应力及蠕变断裂应力作为材料在特定条件下的一种强度指标来讨论时，往往又把它们称为蠕变强度及蠕变断裂强度，后者又称为持久强度。蠕变现象的发生是温度和应力共同作用的结果。温度和应力的作用方式可以是恒定的，也可以是变动的。常规的蠕变试验则是专门研究在恒定载荷及恒定温度下的蠕变规律。为了与变动情况相区别，把这种试验称为静态蠕变试验。
       基本拉伸蠕变试验方法是：在某一恒温下，把一组试样分别置于不同恒应力下进行试验，得到一系列蠕变曲线，然后在双对数坐标纸上画出该温度下蠕变速度与应力的关系曲线，由之求出规定蠕变速度下的蠕变极限。
                                                                    蠕变曲线 
    在恒定温度下，一个受单向恒定载荷(拉或压)作用的试样，其变形e与时间t的关系可用如图9.76所示的典型的蠕变曲线表示。曲线可分下列几个阶段： 
 典型的蠕变曲线 
    第I阶段：减速蠕变阶段(图中AB段)，在加载的瞬间产生了的弹性变形e0，以后随加载时间的延续变形连续进行，但变形速率不断降低； 
    第II阶段：恒定蠕变阶段，如图中曲线BC段，此阶段蠕变变形速率随加载时间的延续而保持恒定，且为*小蠕变速率； 
    第III阶段：曲线上从C点到D点断裂为止，也称加速蠕变阶段，随蠕变过程的进行，蠕变速率显著增加，直至*终产生蠕变断裂。D点对应的tr就是蠕变断裂时间，er是总的蠕变应变量。 
    温度和应力也影响蠕变曲线的形状。在低温(<0.3Tm)、低应力下(曲线1)实际上不存在蠕变第III阶段，而且第II阶段的蠕变速率接近于零；在高温(>0.8Tm)、高应力下(曲线3)主要是蠕变第III阶段，而第II阶段几乎不存在。
蠕变试验机
蠕变持久试验机，按结构和原理分机械式、电子式两种，机械式为传统的产品；电子式是近几年开发的新产品。由于电子式蠕变持久试验机与机械式相比具有独特的优点，市场需求量急增，尤其是蠕变性能试验的场合。电子式蠕变持久试验机具有如下特点：
　　a、 不仅进行蠕变持久试验，还能进行应力松弛试验及低周蠕变循环试验；
　　b、 无冲击自动施加或卸除试验力；
　　c、 以多步骤方式控制恒试验力、恒变形、匀试验力速率、匀变形速率，其控制功能符合GB/T228标准，能够进行金属材料短时高温拉伸或室温拉伸试验。虽然电子式试验机具有上述优点，但电子式试验机测力系统的温度漂移和标
　　定值漂移是无法彻底消除的。所以电子式试验机适合于较短时间（通常3个月之内）试验，长时间试验建议使用机械式试验机。