16.4.2 持久和蠕变热强综合参数曲线方程的选择
1.持久热强综合参数曲线方程的选择
推荐采用下列持久方程:
Larson-Miller(L-M)方程
lgt=C+b1/T+b2x/T+b3x2/T+b4x3/T (16-19)
Ge-Dorn(G-D)方程
lgt=C+b1/T+b2x+b3x2+b4x3 (16-20)
Manson-Succop(M-S)方程
lgt=C+b1T+b2x+b3x2+b4x3 (16-21)
Manson-Hafered(M-H)方程
lgt=C+(T-Ta)(b1+b2x+b3x2+b4x3) (16-22)
式中 C——回归常数;
bi——系数,i=1~4;
t——断裂时间;
T——绝对温度;
x——应力对数。
这四种公式都可把一个数据组模型化,但选择哪一个方程应基于对数据进行比较分析而定,即应选项数最少、拟合标准误差最小、相关系数最大的方程。
为了使用方便,将上述方程以持久热强参数综合方程和曲线形式表达,如式(16-23)和图16-24所示,图中纵坐标为应力,横坐标为温度和时间的综合参数。
lgσ=a1+a2P+a3P2+a4P3 (16-23)
式中,P的表达形式如下
L-M方程:
P=T(lgt+C) (16-24)
G-D方程:
P=lgt-C/T (16-25)
M-S方程:
P=lgt+CT (16-26)
M-H方程:P=(lgt-lgta)/(T-Ta) (16-27)
式(16-23)~式(16-27)中的C、ta、Ta为材料常数。
用参数形式表达的综合曲线应是单调的,有合理的曲线特性,最大的应力值不应当超过0.9σ0.2。使用外推值必须谨慎,一般不得超过最长试验时间的3倍,以保证数据的可靠性。
2.蠕变热强综合参数方程的选择
蠕变方程可在推荐的四种持久方程基础上通过增加应变值的添加项来实现。如对L-M参数法的蠕变方程可为
lgt=C+b1/T+b2X/T+b3X2/T+b4X3/T+b5Y+…+b4+iYi (16-28)
式中,Y1,Y2,…,Yi的值可为0或1。当考虑第一个应变数据点(例如0.1%的塑性应变),则Y1=1,其余所有Yi值均为零。类似地,如考虑第二个应变数据点(例如0.2%的塑性应变),则Y2=1,其余Yi均为零,依此类推。
注意数据分析时要考虑数据的可靠性在相当大程度上与材料及其工艺和试验等因素有关。例如,从铸造镍基合金涡轮叶片上取样测持久性能,取自叶片后缘的板材试样性能比取自叶身中部的圆形试样性能要低得多。这归因于板材试样厚度的影响与叶片后缘晶粒度较细的缘故。因此对一些独特因素必须予以说明或在方程中增加变量做统一的回归分析。
对试验温度水平少于3个或相关系数R低于75%时,处理结果无效。