按照高壓鍋爐管余應(yīng)力平衡范圍的不同,通??蓪⒏邏哄仩t管的內(nèi)應(yīng)力類型分為三種:
(1)第一類內(nèi)應(yīng)力,又稱宏觀殘余應(yīng)力,它是由高壓鍋爐管不同部分的宏觀變形不均勻性引起的,故其應(yīng)力平衡范圍包括整個高壓鍋爐管。
例如,將金屬棒施以彎曲載荷,則上邊受拉而伸長,下邊受到壓縮;變形超過彈性極限產(chǎn)生了塑性變形時,則外力去除后被伸長的一邊就存在壓應(yīng)力,短邊為張應(yīng)力。這類殘余應(yīng)力所對應(yīng)的畸變能不大,僅占總儲存能的0.1%左右。
(2)第二類內(nèi)應(yīng)力,又稱微觀殘余應(yīng)力,它是由晶?;騺喚ЯVg的變形不均勻性產(chǎn)生的。其作用范圍與晶粒尺寸相當,即在晶粒或亞晶粒之間保持平衡。
這種內(nèi)應(yīng)力有時可達到很大的數(shù)值,甚至可能造成顯微裂紋并導(dǎo)致高壓鍋爐管破壞。
(3)第三類內(nèi)應(yīng)力,又稱點陣畸變。其作用范圍是幾十至幾百納米,它是由于高壓鍋爐管在塑性變形中形成的大量點陣缺陷(如空位、間隙原子、位錯等)引起的。
變形金屬中儲存能的絕大部分(80%~90%)用于形成點陣畸變。這部分能量提高了變形晶體的能量,使之處于熱力學(xué)不穩(wěn)定狀態(tài),故它有一種使變形金屬重新恢復(fù)到自由焓最低的穩(wěn)定結(jié)構(gòu)狀態(tài)的自發(fā)趨勢,并導(dǎo)致塑性變形金屬在加熱時的回復(fù)及再結(jié)晶過程。
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