在不锈钢材料中,因为外力的影响随时间变化而导致力产生变形的现象叫做蠕变。在一定温度下尤其是高温且负荷越大,那么形成蠕变的速度就会越快;在相应载荷中,温度越高与时间越长那么产生蠕变的可能性就越高。
反过来温度越低蠕变速度就会越慢,在低到某种温度时蠕变就没有影响了。这个最低温度是根据钢种差异而不同的,因为不锈钢材料通常进行过强化,所以最低温度是大于550℃。
和别的钢材相同,熔炼工艺、脱氧工艺、凝固工艺、热处理与加工等均会很大程度上影响到不锈钢材料的蠕变特点。
高温疲劳指的是不锈钢材料在高温下因为周期反复变化的应力作用而出现从损伤到断裂的过程。热疲劳指的是在做加热与冷却的过程中,当外部温度出现变化与受到来自外部约束力时,在不锈钢材料的内部相应自身的膨胀与收缩变形形成应力,并导致材料受到损伤的过程。
当不锈钢材料受到快速反复加热与冷却时产生的应力就会具备冲击性,所形成的应力和一般情况相比会更高,有的不锈钢型号会受到脆性破坏。这种现象被叫做热冲击。热疲劳与热冲击比较相似,但前者主要会出现大程度的塑性应变,而后者主要出现脆性破坏现象。
不锈钢材料的成分与热处理条件对高温疲劳强度存在较大影响。尤其是当碳含量提升时高温疲劳强度也会显著升高,固溶热处理温度也会较大影响。通常来讲铁素体不锈钢具备良好的热疲劳性能。在奥氏体不锈钢中,高硅含量且高温下有良好延伸性的型号会具备较不错的热疲劳性能。
热膨胀系数越低,在同一热周期作用下应变量越小、变形抗力越弱与断裂强度越高,不锈钢材料的疲劳寿命就越长。马氏体不锈钢1Cr17的疲劳寿命最长,而0Cr19Ni9、0Cr23Ni13和2Cr25Ni20等奥氏体型不锈钢的疲劳寿命则是最短的。