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金属材料的高温损伤后力学性能的研究是热门课题之一，随着我国各行业的生产规模的扩大，对16MnR钢的需求量逐渐增大。由于16MnR钢的正常工作温度有一定限制，为了避免超温而使材料失去作用，所以研究压力容器钢16MnR高温损伤破坏断口表面的分形维数与温度、材料的常规和断裂力学性能的关系、用断口的分形维数定量描述该种材料的高温损伤特性对工程实际项目的安全运行有重要意义。分析16MnR钢高温损伤破坏时材料的常规力学性能和断裂力学性能是保证工程正常运行重要手段。本文通过对压力容器钢16MnR的常规力学性能实验，探讨了钢材受热温度和恒温时间对钢材屈服极限和强度极限的影响；通过对16MnR钢高温损伤后的断裂韧性的研究，得到了保温时间分别为12hr和48hr的JR阻力曲线，通过阻力曲线得到相应的起裂值。测量16MnR钢高温损伤破坏断口表面的分形维数为定量描述断口形貌提供了有效的途径。本课题的研究通过激光聚焦扫描显微镜获得了16MnR钢高温损伤后断口的照片并且还原成三维图像，描述了高温损伤后钢材的表面分形特征。利用还原的图像获得断口的三维坐标，通过盒维数的方法和Matlab软件进行编程计算，得到了断口表面的分形维数。目前，利用分形理论研究16MnR钢高温损伤特性较为少见，建立的16MnR钢高温损伤破坏断口表面的分形维数与温度、材料的常规和断裂力学性能之间的定量的关系是为压力容器的失效分析提供技术数据。本文通过力学实验和分形测量得到的数据，对材料做了金相分析，给出了材料晶粒度的大小情况，得出了晶粒度的大小与温度的关系。对于拉伸断口：我们发现断口分形维数D与晶粒度之间有定量对应关系，而材料强度与晶粒度之间也有定量对应关系。这样，我们可利用材料的晶粒度作为中间体，建立断口的分形维数D与材料的性能（屈服极限σs和强度极限σb）之间的关系。对于紧凑拉伸疲劳破坏断口：我们发现断口分形维数D和晶粒度之间有定量对应关系，而起裂值Ji与晶粒度之间也有定量对应关系。这样，我们可利用材料的晶粒度作为中间体，建立断口的分形维数D与材料的断裂性能起裂值Ji之间的关系。本文为研究高温损伤后16MnR钢的特性打下了基础。