蠕变与应力松弛之间的关系及试验的意义

蠕变与应力松弛之间的关系及试验的意义

蠕变与应力松弛是材料科学中两个重要的概念，它们描述了材料在长时间受力或高温条件下的变形行为。本文将详细介绍这两个概念的定义、关系、试验原理及试验意义，帮助读者更好地理解材料的长期性能。

蠕变与应力松弛的基本概念

蠕变是指在力的作用下，固体材料发生的缓慢的永久性变形的现象。往往是应力低于材料屈服强度并且经过长时间作用的结果。当材料长时间处于高温时，蠕变会更加剧烈，蠕变常常随着温度升高而加剧，这种变形的速率与材料性质、加载时间、加载温度和加载结构应力有关。

应力松弛即在金属构件总形变恒定的条件下，由于弹性形变不断转变为塑性形变，从而使应力不断减少的过程。这种现象多出现于弹簧、螺栓以及其他压力配合件，高温下尤为显著。

蠕变与应力松弛的关系

应力松弛与蠕变密切相关，应力松弛是指金属材料或元件在恒应变的条件下的应力随时间延续而减少的现象；蠕变是指在恒应力条件下试样长度随时间延长而增加的现象。在弹性极限以内工作的试样，应力和应变成正比，其比值即弹性模量。所以，应力松弛与蠕变是应力和应变关系中的两个侧面，只是侧重点不同而已。

试验原理

依据标准GB/T 2039-2012《金属材料 单轴拉伸蠕变试验方法》的规定，蠕变试验原理为：将试样加热至规定温度，沿试样轴线方向施加恒定拉伸力或恒定拉伸应力，并保持一定时间，获得规定蠕变伸长、通过试验获得适当间隔的残余塑性伸长值、蠕变断裂时间等。

依据标准GB/T 10120-2013《金属材料 拉伸应力松弛试验方法》的规定，应力松弛试验原理为：将试样加热至规定温度，在此温度下保持恒定的拉伸应变，测定试样的剩余应力值。整个试验过程既可以是连续的，也可以是不连续的。

试验意义

蠕变试验是测定金属材料在长时间的恒温和恒应力作用下，发生缓慢的塑性变形现象的一种材料机械性能试验，是一种破坏性材料试验方法，用于确定材料的长期强度和耐热性。进行蠕变试验时，试样要长时间承受高温条件，并承受恒定的拉力和拉应力。主要的目的是预测材料在某些操作条件下的寿命。

应力松弛试验可用来确定栓接件在高温下长期使用时保持足够紧固力所需要的初始应力，预测密封垫密封度的减小、弹簧弹力的降低、预应力混凝土中钢筋的稳定性、以及判明锻件、铸件和焊接件消除残余应力所需要的热处理条件。对于用作紧固件的金属材料常在不同温度和不同初始应力下进行应力松弛试验，以便对其性能有较全面的了解。

总结

以上是对蠕变和应力松弛在概念、关系、试验原理及试验意义上做了简单的概述，如有疑问可随时联系我们！注意有检测需求时要根据实际需求选择合适的检测项目。