《金属材料的高温强度 理论·设计》求取 ⇩

目录1

第一章 蠕变强度和试验方法1

§1.1蠕变1

§1.2蠕变强度及其求法4

§1.2.1蠕变极限5

§1.2.2蠕变断裂强度7

§1.3蠕变试验装置和试验方法8

参考文献14

§2.1.1应变及应变速度与时间的关系16

§2.1蠕变曲线的表示16

第二章 蠕变现象16

§2.1.2应变及应变速度与温度的关系17

§2.1.3应变及应变速度与应力的关系17

§2.1.4简单通式17

§2.2最小蠕变速度和断裂时间20

§2.3应力、温度、断裂时间21

§2.4固态方程及其它状态式23

§2.4.1固态方程24

§2.4.2辅助变量法25

§2.4.4其它理论26

§2.4.3延迟理论26

参考文献27

第三章 蠕变的金属物理28

§3.1序言28

§3.2纯金属的蠕变30

§3.2.1蠕变的各种机理占有的比例30

§3.2.2蠕变中的组织变化31

（1）变形的不均匀性32

（2）晶界的性质33

（3）亚晶粒的形成36

§3.3用位错理论解释蠕变现象38

§3.3.1加工硬化38

（1）位错交互作用的应力38

（2）位错交截引起的硬化39

（3）科特雷尔-洛默不动位错引起的硬化39

§3.3.2应力下的回复现象39

（1）上升运动40

（2）交叉滑移41

§3.3.3过渡蠕变理论41

（1）消耗理论42

（2）安德雷德蠕变44

§3.3.4稳态蠕变理论45

§3.4合金的蠕变46

§3.4.1高温下固溶原子的影响46

（1）科特雷尔效应47

（2）堆垛层错48

（3）莫特和纳巴罗理论48

（4）有序点阵中的硬化48

（1）莫特和纳巴罗的硬化理论49

§3.4.2多相合金的蠕变49

（2）奥罗万的硬化理论51

（3）费希尔、哈特、普赖的理论51

（4）其它分散析出物的影响52

§3.5第三阶段蠕变52

参考文献54

第四章 蠕变强度和金属组织56

§4.1影响蠕变强度的各种因素56

§4.1.1晶体结构56

§4.1.2晶粒大小58

§4.1.3固溶元素60

（1）对扩散常数的影响61

（2）与位错弹性的相互作用61

（3）科特雷尔效应63

（4）关于堆垛层错能的影响65

（5）化学相互作用（铃木效应）66

（6）短程有序性67

§4.1.4析出物67

（1）析出硬化型合金和分散强化型合金68

（2）析出合金的蠕变71

（3）析出物的粗化73

（4）晶界的析出物74

§4.1.5热处理75

§4.1.6冷加工77

§4.2各种材料的蠕变强度78

§4.2.1低合金钢78

§4.2.2不锈钢和耐热合金92

（1）12～27Cr钢92

（2）奥氏体不锈钢94

（3）耐热合金97

§4.2.3碳钢107

§4.2.4非铁金属113

（1）铅和铅合金114

（2）锌和锌合金114

（3）锡和锡合金114

（4）镁和镁合金115

（5）铝和铝合金117

（6）铜和铜合金119

（7）钛、锆及其合金123

参考文献124

第五章 蠕变数据的整理和处理方法133

§5.1蠕变数据的整理方法和经验公式133

§5.1.1蠕变曲线133

§5.1.2应变速度-时间曲线134

§5.1.3应变-应变速度曲线135

§5.1.4过渡蠕变速度-稳态蠕变速度曲线136

§5.1.5稳态蠕变速度（最小蠕变速度）-断裂时间曲线138

§5.1.6蠕变强度-温度曲线138

§5.1.7设计数据图139

§5.2.1设计数据图法140

§5.2蠕变数据的外推140

§5.2.2拉森-米勒法141

§5.2.3曼森-哈弗尔特法144

§5.2.4多恩法146

§5.3蠕变资料147

参考文献148

第六章 松弛150

§6.1概论150

（1）纳戴伊和博伊德（Boyd）的试验机153

§6.2.1松弛试验机153

§6.2松弛的试验方法153

（2）国外其他类型的试验机154

（3）平，铃木等的试验机154

（4）莫歇尔（Mochel）的松弛试验机158

§6.2.2降压试验（stepdowntest）158

§6.2.3松弛试验标准160

§6.3松弛特性162

§6.3.1松弛曲线162

（1）初始加载速度的影响164

（2）加热方法的影响165

§6.3.2松弛的塑性应变速度166

§6.3.3松弛和蠕变的相互关系170

§6.4松弛的残余应力分析173

§6.4.1基于蠕变资料的分析173

（1）以稳态蠕变为对象的分析173

（2）以过渡蠕变为对象的分析175

§6.4.2基于松弛特性的分析178

（1）忽略第一阶段松弛的情况178

§6.5再紧固对松弛的影响179

（2）包括第一阶段松弛在内的情况179

§6.5.1多次再紧固后的松弛180

§6.5.2简单拉伸松弛与再紧固后的松弛的相互关系186

§6.6变截面棒的松弛190

§6.6.1变截面棒的等效应力190

（1）基于应变硬化理论的等效应力190

（2）基于时间硬化理论的等效应力194

§6.6.2阶梯形棒的松弛196

（1）等效应力和平均应力196

（2）不考虑阶梯形棒大直径部分蠕变的情况198

§6.7.1依赖循环数的动态松弛202

§6.7动态松弛202

§6.7.2依赖时间的动态松弛204

§6.8多维应力下的松弛210

§6.8.1松弛条件210

§6.8.2一维拉伸松弛和拉伸-扭转复合应力松弛的相互关系212

（1）等效总应变恒定的情况212

（2）轴向总应变保持恒定的情况214

（3）总剪应变保持恒定的情况215

§6.9松弛的实际问题217

§6.9.1高温螺栓接合217

（2）螺母、垫圈和法兰对松弛的影响218

（1）初应力对松弛的影响218

§6.9.2管道的伸缩环221

§6.9.3热配压力的松弛223

§6.9.4消除应力退火226

§6.10各种材料的高温松弛性质227

§6.11常温下预应力混凝土钢丝的松弛235

§6.11.1预处理对松弛的影响236

§6.11.2预应力混凝土钢丝的长时间松弛237

§6.11.3预应力混凝土钢丝松弛和蠕变的关系240

§6.11.4拉伸对松弛的影响244

§6.11.5弯曲预应力混凝土钢丝的松弛247

参考文献249

第七章 一维和多维应力下的蠕变强度251

§7.1一维应力下的蠕变强度251

§7.1.1一维应力下蠕变中的应力-应变速度关系251

（1）稳态蠕变速度251

（2）时间硬化和应变硬化252

§7.1.2弯曲蠕变253

§7.1.3圆棒的扭转蠕变257

§7.2多维应力下蠕变变形的基础理论259

§7.2.1基本法则260

（1）基本假定260

（2）等效应力、等效蠕变应变速度、等效蠕变应变261

（3）流动法则262

（4）应力-蠕变应变速度关系263

§7.2.2各种多维蠕变理论的特征264

（2）马林、福贝尔（Faupel）、赫（Hu）的实验269

（1）诺顿、索德贝尔格的实验269

（3）约翰逊的实验269

§7.3关于多维应力下的蠕变实验269

§7.3.1与多维蠕变理论有关的基本实验269

（4）肯尼迪、哈姆斯（Harms）、道格拉斯（Douglas）的实验271

§7.3.2多维应力下的蠕变断裂274

（1）西格弗里德（Siegfried）的研究275

（2）约翰逊等的研究275

（3）沃里斯（Voorhees）等的研究276

（4）肯尼迪等的研究277

（5）库伊斯特拉（Kooistra）等的研究278

（6）罗氏等的研究278

§7.3.3非稳态应力下的多维蠕变280

（7）平氏等的研究280

（1）约翰逊等的研究281

（2）平氏等的研究282

（3）大南等的研究284

§7.4多维应力下蠕变的实例284

§7.4.1内压圆筒284

（1）内压圆筒的蠕变变形285

（2）内压厚壁圆筒的应力分布300

（3）内压圆筒的蠕变断裂及高温高压管的设计公式304

（4）径向有温度梯度时内压圆筒的蠕变309

（5）加轴向载荷时内压圆筒的蠕变311

（6）断续施加循环变动内压时圆筒的蠕变312

§7.4.2旋转圆板314

§7.4.3其它316

（1）圆板的蠕变弯曲316

（2）法兰盘的蠕变319

（3）铆接接头320

参考文献323

第八章 变动应力、变动温度下的蠕变327

§8.1概述327

§8.2蠕变中应力和温度变动时的瞬变现象328

（1）固态力学方程理论329

（2）拉伯特诺夫理论330

（3）蠕变回复理论332

（4）蠕变回复理论的推广333

（5）肯尼迪理论338

（6）多恩理论339

（7）成核理论340

（8）应变回复理论341

（9）寿命消耗率理论342

（10）其它343

§8.3.1变动应力下的蠕变（温度恒定）344

§8.3根据静态蠕变强度估算变动应力和变动温度下的蠕变强度344

（1）间歇载荷（Intermittentstressing）347

（2）阶式载荷（Step-stressing）350

（3）周期性载荷（Cyc1icstressing）351

§8.3.2变动温度下的蠕变（载荷应力恒定）352

（1）固态力学方程法（等效恒定温度法）353

（3）鲁宾逊法358

（4）史密斯-豪斯顿法358

（2）多恩法358

（5）K因子法359

§8.3.3应力和温度同时变动时的蠕变360

§8.4根据静态蠕变断裂寿命估算变动应力、变动温度下的蠕变断裂寿命362

§8.5变动温度下蠕变所引起的材质变化369

§8.6结束语371

参考文献372

第九章 动态蠕变和高温疲劳376

§9.1概述376

§9.2试验装置377

§9.3动态蠕变和高温疲劳试验结果的整理方法380

§9.4.1动态蠕变曲线382

§9.4典型数据和起影响的各种因素382

§9.4.2时间强度线图中的典型倾向384

§9.4.3应力循环速度的影响386

§9.4.4断裂形式393

§9.4.5缺口效应394

§9.4.6组织回复的影响和其它397

§9.5动态蠕变和高温疲劳强度的估算方法397

（1）动态蠕变断裂398

§9.5.1动态蠕变断裂和高温疲劳398

（2）高温疲劳断裂400

§9.5.2动态蠕变404

§9.5.3拉伸反复弯曲动态蠕变和断裂407

§9.5.4多维动态蠕变410

参考文献413

第十章 热疲劳415

§10.1概述415

§10.2.1交变热疲劳试验及其结果416

§10.2热疲劳试验装置和热疲劳试验结果的整理方法416

§10.2.2恒应变高温疲劳试验及其结果426

§10.3影响热疲劳强度的各种因素432

§10.3.1温度循环和材料的韧性432

§10.3.2应变集中436

§10.3.3循环速度440

§10.3.4预加工441

§10.3.5晶粒大小，非金属杂质，热处理及气氛442

§10.3.6试样形状443

§10.3.7试验机的刚度444

§10.4根据其它高温强度性质来估算热疲劳强度445

§10.4.1与恒应变高温疲劳强度的关系445

§10.4.2与静态拉伸强度的关系449

§10.4.3与热冲击强度的关系450

§10.5实际工作条件下的热疲劳强度452

§10.5.1与机械应力叠加时的热疲劳强度452

（1）有静态平均应力时的热疲劳强度460

（3）与局部拉伸机械应力叠加的热疲劳强度464

§10.5.2多维热应力下的热疲劳强度465

（1）温度分布467

（2）热应变范围468

（3）发生龟裂的循环次数470

（4）热应变约束率471

§10.6热疲劳断裂的防御措施475

§10.7结束语478

参考文献479

第十一章 特殊条件下和特殊材料的蠕变483

§11.1切口蠕变断裂和特殊蠕变483

§11.1.1切口强化和切口弱化483

§11.1.2切口形状和尺寸的影响483

§11.1.3热处理、析出硬化对切口断裂强度的影响486

§11.1.4涡轮叶片嵌入部的强度488

§11.1.5压缩蠕变，支承蠕变，剪切蠕变490

§11.2焊接区的蠕变断裂490

§11.2.1熔焊区的冶金学问题490

§11.2.2熔敷钢的蠕变断裂特性491

§11.2.3焊接接头的蠕变断裂特性494

§11.3特殊气氛中的蠕变497

§11.3.1在CO、CO2、N2、H2、O2、Ar中的蠕变499

§11.3.2真空中的蠕变特性501

§11.3.3高温高压氢气中的蠕变502

§11.3.4在Na中的蠕变504

§11.4耐热合金和高熔点合金的蠕变强度505

§11.4.1Ni基耐热合金505

§11.4.2Co基耐热合金506

§11.4.3高熔点金属及其合金的蠕变强度508

参考文献510

第十二章 钢的高温拉伸特性512

§12.1设计应力的选定512

§12.2关于钢铁材料高温拉伸试验方法的标准515

§12.3关于高温拉伸通用试验的结果518

§12.3.1试验机518

§12.3.2试验材料和试验方法521

（1）试验材料和试样521

（2）试验方法522

§12.3.3试验结果523

（1）0.2％弹性极限应力523

（2）抗拉强度526

（3）伸长和颈缩528

参考文献528

中外名词对照529

（2）与交变机械应力叠加时的热疲劳强度563