材料性能與溫度的關系

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與溫度有關的材料系數(shù)有兩種類型：一類是與材料的力學性能有關的材料系數(shù),；另一類是與熱傳導相關的材料系數(shù),。屬于前者的有E,，G，v,，a,；屬于后者的有C(比熱容)，ρ (密度),，k(熱傳導系數(shù))等,。這些系數(shù)實際上并非常數(shù)，而是隨溫度而變化的,。但當溫度不高時,，通常取平均值當作常數(shù)處理，然而在溫度高,、變化大的情況下,，則必須考慮其隨溫度的變化。

1,、彈性系數(shù)與溫度的關系

金屬的彈性系數(shù)E,，剪切模量G隨溫度增高而減小，泊松比v隨溫度變化不大,。E,，G與溫度的測定有靜態(tài)法和動態(tài)法，前者是在高溫爐由加載進行測試,，后者則采用振動法或超聲波脈沖法進行測定,。振動法是使試件在高溫爐中做彈性振動,，通過測定頻率來測定彈性常數(shù)。超聲波法則是給試件以超聲波,，通過測量波的傳播速度來測定E,，G，v,。
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* T! w) p  w8 k8 o% V- @- A2,、熱系數(shù)與溫度的關系

金屬材料的熱系數(shù)與溫度一般呈線性關系，線脹系數(shù)a大體上隨溫度升高而直線增加,，導熱系數(shù)k隨溫度增加而減小,，比熱容隨溫度增加而增高。通過試驗測得的熱系數(shù)與溫度關系的直線斜率或曲線曲度,，即可知具體材料的熱系數(shù)隨溫度的變化,。例如，從不同的資料來源,，碳鋼的熱系數(shù)隨溫度變化如圖1所示,。

導熱系數(shù)隨溫度變化曲線

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線脹系數(shù)隨溫度變化曲線

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比熱容隨溫度變化曲

3、材料的熱疲勞
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當延性材料隨溫度升高,，即使所受應力超過屈服點也不會立即破壞,，但即使應力水平較低，若有較大的溫度變化反復進行時,，最終會由于疲勞而產(chǎn)生龜裂而導致破壞,。這種現(xiàn)象稱為熱疲勞。
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設有一試驗棒兩端固定,，受最高和最低溫度之間的反復熱循環(huán)過程如圖2所示,。
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熱循環(huán)與應力一應變圖線

假設試驗開始時，棒在最高溫度下固定,，然后冷卻產(chǎn)生拉應力,，OAF為一應力變線。然后,，若重新加熱,，則應力一應變線開始時平行于OA向下移動，在比冷卻循環(huán)拉力低的應力下產(chǎn)生屈服,，最后到達E點,。若在最高溫度下保持一段時間，則由于產(chǎn)生應力松弛使壓應力減小到達E'點,。如再開始冷卻,，則沿E'F'上升，在最低溫度時達到F'點,。由于在最低溫度下不產(chǎn)生壓力松弛,。若再開始加熱,，則圖線沿F'E"下降，在最高溫度時到E"點,。此處因應力松弛應力減小移至E"'點,，若再開始冷卻，則沿曲線E"'F"在最低溫度達到F"點,。
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& g5 d7 b8 z+ }6 z9 ~' |' V若重復這種冷卻一加熱循環(huán)，則應力一應變圖線每次都描繪出一條滯后曲線,，與其有關的返復塑性應變就是熱疲勞的原因,。熱循環(huán)的最高和最低溫度、平均溫度,、最高溫度的保持時間,、重復速度、材料的彈塑性質(zhì)等都是影響熱疲勞的因素,。
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熱疲勞的強度是指一個循環(huán)的塑性應變εP和到達破壞的重復次數(shù)N之間的關系,。根據(jù)曼森一科芬的經(jīng)驗公式：

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其中，εf表示一個熱循環(huán)的平均溫度下的靜拉伸試驗中材料破壞時的伸長,。
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, Z8 Y4 a9 S% f5 o1 p" @以上所述的僅是材料的單向熱應力疲勞,，實際結構的熱疲勞則是多方向的，是一個專門的研究領域,。

東海fyh126

大俠有CF8M即316不銹鋼鑄件的數(shù)據(jù)嗎,？

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E的機械測量確實較麻煩，波動大,，電子法測量簡單快捷,，精度高