1。2。1蠕变的现象及机理

室温条件下，由于温度较低，原子较慢难发生扩散，使得室温蠕变中不存在蠕变的第三阶段，并且第二阶段中的蠕变速率也很低，甚至接近于零。室温蠕变初始阶段，蠕变速率较大，并急剧降低，达到一定数之后开始趋于平缓，并保持在较低水平，该阶段蠕变量较小，因此室温蠕变量也主要集中在第一阶段。在低应力下（接近甚至低于屈服强度）的情况下一般金属材料的室温蠕变表现为蠕变速率迅速减小的瞬态蠕变。图1-2所示为典型的室温蠕变曲线。

由图1-2（a）可以清晰显示室温蠕变开始时，应变量最大，蠕变迅速发生，随后应变继续进行，但蠕变速率逐渐放缓。通过做应变速率-时间图做双对数坐标下的曲线如图1-2（b），可以明显的观察到速率随着时间延长减小：因此室温蠕变开始时，蠕变速率最大，蠕变量逐渐减小甚至接近于零，即室温蠕变的变形量主要集中在蠕变的开始阶段。

通过对比典型的室温蠕变和高温蠕变图，可以发现，高温蠕变和室温蠕变第一阶段很相似，均为蠕变速率随时间减小的瞬态蠕变，但两者之间仍存在本质上的差异。

图1-2 典型的室温蠕变(a，b)

从微观上进行解释，主要区别与是否发生回复现象，即在位错在滑移过程中遇到障碍而塞积，当位错塞积量足够大时，部分位错将通过攀移与另一位错相互抵消的回复过程。攀移需要借助原子的扩散才能进行，攀移的速度远小于滑移，对于高温蠕变的第一阶段，在恒定应力下，如果因为变形引起的加工硬化使内应力升高，变形便会停止。但在高温条件下，通过原子扩散可以发生攀移，使得塞积的位错减少，内应力降低小于外应力，变形将会继续进行下去。也就是变形过程逐渐受到回复的控制，即由于原子的扩散引起攀移使得位错总量减少，内应力降低，被阻挡的位错得以继续进行。而室温蠕变是在较低温度下进行的，受温度的限制，原子扩散无法进行，因此室温蠕变不存在回复现象，位错只能在滑移面上进行。

室温蠕变和高温蠕变还可以通过以下两种方式加以解释[9]。

第一种是低温和较低应力下的蠕变，近似于室温蠕变，其蠕变应变和时间的关系式可通过如下方程表示：

Ɛ0为初始应变量，符合（1-1）规律的蠕变又称为α蠕变，α值则与应力及加载过程，加载方式密切相关。

第二种则是在较高温以及较大应力条件下的蠕变，即高温高应力蠕变，该蠕变第一阶段，其应变和时间的关系可表示为：

符合上述公式（1-2）规律的蠕变又可以称为   蠕变。  的值与温度和所承受的应力的变化存在密切的关系，与应力的关系通常采用幂函数的形式来表示：

式（1-3）中和m为常数。

关系式的不同也表明了室温蠕变和高温蠕变在蠕变规律和变形本质上存在差异。

对于室温蠕变，目前还没有非常规整的理论对其进行分析和解释。但已经有不少专家提出一些比较成熟的唯象模型，可以适当的解释一些实验的结果。

假设外界施加载荷高于材料本身的弹性极限时，金属材料可以通过内部产生位错来分段外加的载荷,可以用方程（1-4）表示，这也基于一个前提假设为在一定应力下，总的位错密度是恒定不变的。

其中               分别代表外应力，弹性极限，材料相关的常数，剪切模量，柏氏矢量和材料内部的总位错密度。据前所述，金属材料内部的位错包含可动位错（  ）和不动位错（   ）如方程（1-5）所示：