
【化】 tensile creep
pull; draw; drag in; draught; haul; pluck
【機】 pull; tension; tractive
extend; loll; stretch
【醫】 extend; extensioin
【化】 creep; creep deformation
拉伸蠕變(tensile creep)是材料在恒定拉伸應力作用下,隨時間推移逐漸發生塑性變形的現象。該行為常見于高溫或長期載荷環境中,屬于粘彈性流變學的核心研究範疇。
從材料科學角度,拉伸蠕變可分為三個階段:
根據《ASM金屬手冊》(ASM Handbook Volume 8),拉伸蠕變強度(creep strength)的量化需滿足ASTM E139标準測試條件,通常以10小時産生1%應變的應力值為基準。高溫合金如Inconel 718在650℃環境下的典型蠕變速率約為1×10^-8 s^-1。
該現象對航空航天渦輪葉片(參考NASA CR-120948技術報告)和核反應堆壓力容器(見ASME Boiler and Pressure Vessel Code Section III)的設計至關重要,直接決定構件服役壽命。最新研究顯示,納米析出相強化可有效抑制位錯攀移,将TA15钛合金的650℃蠕變壽命提升47%。
拉伸蠕變是材料力學中的一個重要概念,指材料在恒定拉伸應力作用下,即使應力低于彈性極限,也會隨時間推移發生緩慢且不可逆的塑性變形現象。以下是詳細解析:
拉伸蠕變屬于蠕變的特定形式,表現為材料在恒定拉伸載荷作用下,變形量隨時間逐漸增加。這種現象常見于金屬、塑料、高溫合金等材料中,尤其在高溫環境中更為顯著。例如,彈簧長期受拉可能因蠕變導緻松弛,塑料制品在持續拉力下會逐漸伸長。
普通塑性變形需應力超過彈性極限,而蠕變可在更低應力水平下發生,但需要更長時間積累。例如,塑料瓶在長期存放中即使受力較小,也可能因蠕變逐漸變形。
在航空航天、建築結構等領域,需通過蠕變試驗(如ISO 899标準)評估材料長期性能。設計時需選擇抗蠕變材料(如钛合金、陶瓷基複合材料),或通過結構優化降低局部應力。
示例:塑料拉伸蠕變試驗中,試樣在恒定拉力下記錄變形曲線,可觀察到典型的三階段蠕變(初始瞬變、穩态、加速斷裂),這為材料壽命預測提供依據。
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