关于金属高温力学性能影响因素的分析与研究

韩旭

摘要：在高压蒸汽锅炉和汽轮机中，大多数的设备是长期高温条件下运行的，对于这类机械设备的金属材料要考虑高温力学性能，避免出现较严重的塑性变形问题，而对实际生产造成一定的影响。因此在新时期下，加强对金属高温力学性能影响因素的深入性分析有重要的现实意义，有效地促进了行业的稳定发展。基于此，本文论述了金属高温力学性能的亚因素。

关键词：金屬高温;力学性能;影响因素;影响分析

一、金属高温力学的性能指标

首先是蠕变极限，主要是指金属材料在恒应力长期作用下所形成的塑性变形现象，为了保证金属材料能够在高温长期运行条件下保持不变形的问题，要求金属材料具备一定的蠕变极限，在常温情况下要确定好主要的强度，同时还需要确定塑形变形的抗力指标，从而使得金属性能能够得到全面的优化。在实际工作中要在给定特定温度条件下来测定规定蠕变速率的应力值，另一种情况要在特定温度下，持续的在规定时间内进行日常的实验，从而使测试样品能够具备蠕变伸长应力值，满足后续应用要求以及标准。在金属高温力学性能指标中，蠕变极限的指标非常重要，同时也是考虑性能的影响因素，所以在实际工作中需要加强对蠕变极限性能的深入性分析，采取更加科学的实验技术，全面了解高温力学性能指标，以此来为后续的生产提供重要的基础。

其次重要的指标为持久度，在常温条件下，金属材料性能是保持不变的，在高温条件下要确定变形抗力和断裂抗力等不同性能指标，高温材料除了要确定蠕变极限之外，还要在高温长时间的荷载下检测其中的抗断裂能力，也就是通常所说的持有强度。金属材料持有度越高，那么在给定温度下能够使材料经过规定的时间发生断裂应力，以此来衡量材料的松弛度以及强度，从而使材料性能能够得到充分的发挥。

二、影响金属高温力学的因素分析

（一）合金化学成分

合金化学成分是影响金属高温力学的重要性因素，通过以往研究数据发现金属要具备一定的蠕变激活性能，并且具备一定的强度，即便是蠕变变形几率非常低，那么仍然要提高你的工作性能，以此来满足强度方面的标准及要求。纯金属的蠕变激活要接近于激活能，并且还要根据扩散的要求来加强对材料的深入性分析，以此来选择正确的合金和耐热钢，满足自扩激活能大的特点，以此来作为主要的基础材料，提高后续应用效果。在基础材料中可以添加其他的合金元素，从而使其能够变成单向固熔体之后，通过材料的扩散来适当的提高整体的蠕变极限值之后，再配合着能够促进弥散相合成的金属元素来提高材料的高温强度。例如可以加入稀土和晶体等等，能够激活成的金属元素以及合金因素，使得材料的逐渐极限能够得到全面提高满足后续高强度的工作要求。因此在实际材料处理时，需要加强对这些问题的重视程度，根据金属高温力学的性能特点，优化整体的材料添加模式，从而使性能能够得到充分的发挥，提高后续的生产效果。

其次，在实际材料中如果具有弥散相，那么会导致强烈阻碍错位的滑移，在工艺处理时要考虑整体的硬度以及稳定性，强化整体的处理模式，在金属材料中，通常要在机体中加入相同原子的合金元素，以此来搭建组合性材料体系以此来提高整体的强度，在合金中添加晶体的扩散和能元素，能够阻碍晶体的滑动，同时也可以减少裂纹问题发生的几率。在实际处理时需要做好这一问题的深入分析以及研究，强化材料的运用模式，从而满足持久度、强度方面的要求，保证工艺的有序实施。

（二）冶炼工艺

在冶炼工艺中要考虑高温合金对气体含量和杂质元素的要求及影响，优化重点冶炼工艺模式，并且控制好合金内部的杂质含量，避免对后续生产造成一定的影响。在实际工作中需要做好科学的实验，并且要配置好相对应的工艺模式，在实际生产工作中，高温合金容易在应力和垂直的横向上产生裂纹，为了控制好裂纹的发生次数，并且延长核电持有时间，在实际工作中可以采取定向凝固的工艺方法，在具体实施的过程中，需要考虑不同温度应力下的断裂条件，确定整体的工艺模式。研究数据表明，在采取这些工艺之后，断裂寿命能够增加4倍左右，真正实现性能的全面优化，因此在实际工作中要根据冶炼工艺的特点确定影响因素，改进整体的工艺模式，避免对后续的应用造成一定影响而出现变形的问题，提高整体的处理效果。

（三）热处理工艺

不同材料中所采取的热处理工艺存在一定的差异性，例如珠光体耐热钢采取的是正火和高温回火的工艺，借助较高的温度能够使碳化物完全融入到。奥氏体内部在回火温度中要比使用温度高100℃左右，从而使材料稳定性能够得到充分的保证，同时还要确定主要的使用温度的组织方案，以此来提高整体的处理效果。无论是合金还是耐热高，通常要通过固溶强化处理和时效处理来规定符合的晶粒度，并且通过向化分布的状态来改善整体的加工模式，提高整体的处理水平，遵循性能优良的工作原则。从以往工作经验可以看出，形变热处理可以使晶体形状发生一定的改变，并且晶体内部的亚晶界具有多变化的特征，形成了强化合金。在实际工作中要先进行热变形处理之后，在不同温度下开展更加科学的实验工作，研究数据表明，在550摄氏度条件下工作100小时后，持久性能够提高20%左右，并且也可以满足后续的塑形要求，避免出现严重的变形问题，逐渐地优化产品工艺模式，提高材料的运用效果。

在热处理工艺方面，要采取形变热处理来改变整体的材料形状，同时要形成多边化的材料，使得合金能够得到进一步的强化。在实际工作中需要加强对不同材料类型的深入性分析及研究，在不同温度环境下保证组织本身的稳定性，为后续使用提供重要的基础，使材料能够具备较强的韧性。

（四）晶粒度

金属高温力学性能受到这一因素的影响较为明显，例如温度比等强温度低时，那么强度就会越高，如果使用温度比等强，为粗晶粒钢的蠕变极限和极限强度值较大，但是温度过高会使得金属在高温条件下冲击韧性在不断的下降，所以在实际工作中，要根据这一特点来提高整体的持久性，以及确定最佳的晶粒度范围。均匀度不足会导致力学性能在不断的下降，并且在集中部分会产生裂纹的问题，因此在实际工作中需要先进行以往工艺的适用性分析，做好数据记录工作，优化整体技术模式，考虑材料厚度的使用问题，并且根据不同的工作模式来提出整体的优化方案，将范围控制在合理的体系中，以此来保证生产工作的顺利进行。在一般处理时要加强对不同性能以及指标的深入性分析，考虑影响持久塑形的冲击韧性的一些因素，并且适当的加热后续的温度，以此来满足实际处理要求及标准。值得注意的是在实际工作中需要遵循适度性的工作原则，避免对材料性能造成一定的影响，逐渐完善整体的工作方案。

结束语：

提高高温金属力学性能指标，不仅要考虑不同的影响因素，还要综合各个方面根据实际应用要求，选择综合性较强的工作手段，达到事半功倍的效果。在实际优化时还有诸多探索的地方，需要进行不断的探索以及实践，以此来解决在金属钢力学性能中的影响因素的干扰，全面提高材料的运用效果，促进行业的进步以及发展。

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