§2-11　温度对材料力学性能的影响

§2-4、§2-5中所讨论的是材料在常温下的力学性能。然而在工程中有很多机械和设备是在高温条件下工作的，常见的如汽轮机、锅炉和化学工业中的合成炉等。实践证明，温度对材料的力学性能有很大的影响。此外，在高温下工作时间的长短，也影响材料的力学性能。本节只简单介绍短期静载荷下温度对材料的力学性能的影响。

图2-30（a）、（b）给出了低碳钢的各种力学性能σp、σs、σb、E、μ、δ、ψ随温度而改变的情况。从该图中可以看出：

（1）比例极限σp及屈服极限σs随温度的升高而降低。

（2）强度极限σb开始随着温度升高而增加。当温度在250～350℃之间时σb较大，温度再升高时，σb就显著下降。

图　2-30

（3）弹性模量E随温度的升高而降低。横向变形系μ则随温度的上升而一直增大。

（4）延伸率δ及截面收缩率ψ在250～350℃时都较低，以后又随温度上升而增大。

另外，还有—些设备或结构须在低温下工作，例如在严寒地带的石油钻井装置，常在-40～-50℃下工作；盛放液态氧或液态氨的容器，分别要在-196℃和-253℃下工作。在低温条件下，一般塑性材料如低碳钢会表现出脆性状态，即无屈服阶段而突然出现脆性断裂，这往往会带来严重的后果。因此，在设计时必须予以考虑。