①位错的滑移 ②机械孪生 均是晶内变形（如拉伸等轴晶在变形 方向上均被拉长）
常温
高温下，塑性变形的机理主要是晶界变形，有以下几种：
①晶界的转动和滑动
高温
晶界 高温
晶界
B晶粒 A晶粒 B晶粒
A晶粒
②原子的扩散 ③位错的攀移
等强温度TE：晶粒与晶界两者 强度相等的温度。
E
强度
晶界
T＞T ，晶界强度＜晶内强度，主要为晶界变形
d / d 蠕变速率
第一阶段ab减速蠕变阶段 第二阶段bc恒速蠕变阶段 第三阶段cd加速蠕变阶段
同一材料的蠕变曲线随应力的大小和温度的高低而不同。
二、蠕变变形机制
1、低温蠕变：T＜0.25Tm
特点：减速蠕变
机理：①位错的耗竭:蠕变温度较低，通常在等强温度下，由于
应力恒定，位错一般不发生增殖，运动的位错是有限的，刚开
始位错数目较多，但运动到表面，形成位错线，被耗竭了，所 以蠕变速率也减小了。 ②形变强化：加工硬化使位错源运动的阻力和位错滑移的阻力增 大，使蠕变速率减小。
2、中温蠕变：T=0.5Tm 特点：恒速蠕变
机理：①形变强化
②回复再结晶
在此阶段，由于应变硬化的发展，促进了动态回复的进行，使金属 不断软化。当应变硬化与回复软化两者达到平衡时，蠕变速率为一
t A
B
lg
lg t lg A B lg

700 1103
30MPa
O
lg t
ห้องสมุดไป่ตู้
表示温度为700℃，1000h的条件下的持久强度极限为 30MPa。
D
C
B

空位移动方向 原子移动方向
A
C
D
B
三、蠕变断裂
蠕变断裂也包括裂纹的萌生和扩展，直至断裂
1、蠕变裂纹的萌生：
空位聚集机制： 高温下，空位浓度增加，在受力的情况下，既可能在平直晶 界上聚集，更可能在三叉晶界处聚集。 适用于：高温、低应力、低蠕变速率 楔形开裂机制： 适用于：低温、高应力、高蠕变速率
常数。
3、高温蠕变：T＞0.5Tm
A

机理：①应力诱导扩散
当金属两端有拉应力作用时，在多晶体内 产生不均匀的应力场。受拉的晶界（如A、 B）空位浓度增加，受压晶界C、D空位浓 度较小。因而在晶体内空位将从受拉向受 压晶界迁移，原子朝相反的方向流动，使 晶体产生伸长的蠕变。 ②晶界的滑动、转动 A、B发生滑动，C、D处需发生变 化来适应。
晶内
T＜T ，晶界强度＞晶内强度，主要为晶内变形
E
O
T
E
温度
细晶强化只适用于等强温度之下。高温下，细化晶粒，强度降低，
因为晶界变多，更易在高温下发生变形。
高温下工作的构件，需粗化晶粒，可以通过加入一些合金元素， 使其在晶界上产生第二相，或是使晶界改变形状，如使其成为锯 齿状。
§2 蠕变（Creep）
60MPa
表示温度为600℃的条件下，稳态蠕变速率为1×10-5/h的蠕变 极限为60MPa。

500 1 / 105
100MPa
表示温度为500℃的条件下，100000h后，总伸长率为1%的蠕 变极限为100MPa。
二、高温持久强度极限
t
在规定温度t下，达到规定的持续时间τ而不发生断裂的最 大应力。
高温力学性能
§1 高温力学性能的特点
1、随着温度的增加，材料的强度、硬度降低，塑性、韧性 升高 2、高温力学性能不仅与温度有关，还与载荷的持续时间有 关

蠕变：弹性状态下，保持不变，不断增加
蠕变
应力松弛：弹性状态下，保持不变，不断降低
应力松弛
O

3、高温下塑性变形的机理与常温下不同
常温下，塑性变形的机理主要有：
2、蠕变裂纹的扩展： 通常沿晶界进行，断裂属于沿晶断裂。 低温下，沿晶断裂是脆性断裂，但是在高温下，晶界
已经称为薄弱的地方，所以高温下的沿晶断裂不一定
是脆性断裂。
§3 高温力学性能
一、蠕变极限
t t
/
这是金属材料在高温长时间载荷作用下的塑性变形抗力指标。

600 110-5
一、蠕变现象
金属在长时间的恒温、恒载荷作用下缓慢地产生塑 形变形的现象。
由于这种变形而最后导致金属材料的断裂称为蠕变断 裂。 出现蠕变的温度通常在区间（0.2-0.8）T熔点内
Oa段不是蠕变，这段是 由于外加载荷引起的一 般的变形过程，与时间 无关。 abcd为蠕变曲线 （creep curve） 蠕变曲线上任一点的斜率，表示该点的蠕变速率。按 照蠕变速率的变化情况，将蠕变分成三个阶段。