金属材料弹性常数与温度关系的理论解析

摘要

应用连续统力学、金属物理宏观性能与固体物理微观理论,通过推导获得了碳钢和压力容器钢线膨胀系数与宽范围温度之间的解析表达式和近似计算展开式;提出了线膨胀系数的转捩温度Tc的定义式,当温度低于Tc时,线膨胀系数随温度升高而增大;当温度高于Tc时,线膨胀系数则随着温度升高而减小;基于固体物理原子理论,推导出了考虑高温热激活能诱导位错变形效应的弹性模量与温度之间的关系式,并给出了碳钢和压力容器钢弹性模量随温度变化的普适函数表达式;对于纯铁、碳钢和压力容器钢的弹性常数,采用导出公式的计算结果与试验结果符合甚好.