蠕變
金屬在高溫載荷條件下的緩慢變形一般經過三個階段:
1)早期階段蠕變是快速的,蠕變速率逐漸降低,最后進入第二階段蠕變。
2)第二階段蠕變是穩(wěn)態(tài)階段,蠕變速率保持不變。
3)第三階段蠕變?yōu)樽詈箅A段,由于內部微觀孔隙和裂紋的生長且逐漸連接在一起,
應變速率增加,導致整個部件斷裂。
例如渦輪葉片,如果葉片的長度在離心力的作用下變得太長以至于刮到發(fā)動機的外
部鑄件(雖然如今鑄件的設計已解決這個間題),則認為該部件蠕變失效,或者說拉應力下
的蠕變失效,意味著部件在第三蠕變階段末期斷裂。
晶界上的雙層膜是萌生這類災難性失效的主要位置。Jo及其同事(2001)描述了鎳
基718合金的斷裂,呈現了裂紋萌生于雙層膜或雙層氮化膜的過程,雖然無法從斷口表面
形貌和化學分析方法來確定,但可以從作者發(fā)表的顯微照片上判斷。
經過熱等靜壓處理后的渦輪葉片發(fā)生了蠕變裂紋,提供了存在雙層膜的證據。
在一個與Al-Zn合金超塑性形變相關的現象中,晶界一些空隙的展開限制了這類材
料的形變,并且這些空隙會漸漸地連接,導致完全斷裂.在這種鋁合金中肯定存在雙層
膜,如果它們不斷裂,才會令入驚訝。
由于晶界空穴的逐漸生長而引起蠕變和超塑性斷裂,暗示著如果不存在雙層膜就不
會出現這種情況,如果這個結論成立,那么提高這些材料性能的前景相當樂觀。