什么是金属的蠕变

什么是金属的蠕变

金属在高温和应力同时作用下应力保持不变，其塑性变形随时间的延长而缓慢增长的现象称为金属的蠕变。

金属材料在高温（一般高于此材料的再结晶温度）条件下所受的应力，即使低于此金属材料在此温度下的屈服极限，但是经过长时间的作用，也能够使金属材料产生连续的、缓慢的塑性变形积累。金属材料在一定的温度和一定的应力作用下经过长时间后，产生缓慢的、连续的塑性变形的现象称为蠕变。

对于一般金属，蠕变现象只有在高温条件下才明显表现出来。但是，某些金属，如铅、锡及它们的合金，在常温条件下，也能表现出蠕变现象。产生蠕变所需的应力，甚至可以小于材料的弹性极限。蠕变现象的产生，是由三个方面的因素构成：温度、应力和时间。碳钢在300-400℃时，在应力的作用下即能明显地出现蠕变现象。当温度在高于400℃时，即使应力不大，也要出现较大速率的蠕变。合金钢的温度超过400~450℃时，在一定的应力作用下，就会发生蠕变、温度愈高，蠕变现象愈明显。高温高压火电厂中产生蠕变的部件较多，如主蒸汽管道、锅炉联箱、汽水管通、高温紧固件、汽轮机汽缸等。

由于金属蠕变的累积，使金属部件发生过量的塑性变形而不能使用，或者蠕变进入到了加速发展阶段，发生蠕变破裂，均会使部件失效损坏，甚至发生严重事故。所以，对于长期运行的高温部件，要进行严格的蠕变监测。当然，一些部件在工作中出现一些塑性变形还是允许的，只要它们在整个工作期限内（例如10万小时），由于蠕变所累积的塑性变形量不超过允许值即可。例如，一般规定主蒸汽管道、高温蒸汽联箱经10万小时运行后，总变形量不超过1；汽轮机汽缸10万小时后的总变形量不超过0。1；锅炉的合金钢过热器管和再热管，当蠕变胀粗大于2。5时，即行更换；锅炉的碳钢过热器管和再热器管，当蠕变胀粗大于3。5时，即行更换。