【正文】 功； —— 彈性極限； —— 最大彈性應(yīng)變。晶粒大小對(duì)于彈性模量 E無(wú)影響；第二相大小和分布對(duì)于彈性模量 E的影響也很??；淬火后彈性模量 E略升，但回火后又會(huì)恢復(fù)退火狀態(tài)；鑄鐵例外，彈性模量 E與其中的石墨形狀有直接關(guān)系； ? 冷加工塑性變形后 E值略降 (4%— 6%)，大變形所產(chǎn)生的變形織構(gòu)將引起彈性模量 E的各向異性，沿變形方向 E值最大； ⑶ 顯微組織 (合金化、熱處理、冷塑性變形 )； 15 溫度升高使得原子間距增加， E值下降；碳鋼溫度每升高 100℃ ， E值下降 3%~5%，但是在 50~50℃ 范圍內(nèi)變化不大。 ⑵用途：工程上亦稱(chēng)為剛度；計(jì)算梁或其他構(gòu)件撓度時(shí)必須用之，是重要的力學(xué)性能之一。 1? 3?2?1? 2? 3?主應(yīng)力中拉為正，壓為負(fù)；求得的應(yīng)變正號(hào)為伸長(zhǎng)，負(fù)號(hào)為縮短。 彈性變形 一、彈性變形及其實(shí)質(zhì) ：當(dāng)外力去除后，能恢復(fù)到原來(lái)形 狀或尺寸的變形。 （ 2）試驗(yàn)的應(yīng)力狀態(tài)、加載速率、溫度、試樣等都有嚴(yán)格規(guī)定（方法： GB/T2282022；試樣：GB/T63971986）。 應(yīng)力 應(yīng)變曲線 167。 彈性變形 167。 （ 3）最基本的力學(xué)行為（彈性、塑性、斷裂等）； （ 4）可測(cè)力學(xué)性能指標(biāo)：強(qiáng)度（ σ）、塑性 （ δ、 ψ、 f）等。 特點(diǎn) ：?jiǎn)握{(diào)、可逆、變形量小 (＜ ~%) 金屬的彈性性質(zhì)是金屬 原子間結(jié)合力抵抗外力的 宏觀表現(xiàn)。 11 三、彈性模量 ⑴ 物理意義：表征金屬材料對(duì)彈性變形的抗力，其值愈大，則在相同應(yīng)力下產(chǎn)生的彈性變形就愈小。 12 表 11幾種金屬材料在常溫下的彈性模量 金屬材料 E/105MPa 鐵 銅 鋁 鐵及低碳鋼 鑄鐵 ~ 低合金鋼 ~ 奧氏體不銹鋼 ~ 13 ⑴金屬原子的種類(lèi)和晶體學(xué)特性； 非過(guò)渡族：原子半徑 ↑ 、 E↓ ； 過(guò)渡族：原子半徑 ↑ 、 E↑ ，且 E一般都較大。 ⑷ 溫度、加載速率等外界因素；一般影響不大。 e?e?e? 用途：制造彈簧的材料，要求彈性比功大 17 五、滯彈性（彈性后效） 純彈性體的彈性變形只與載荷大小有關(guān)，而與加載方向和加載時(shí)間無(wú)關(guān)。 ⑶ 影響因素： （ a）晶體中的點(diǎn)缺陷；顯微組織的不均勻性。 18 循環(huán)韌性 ⑴彈性滯后環(huán) 由于應(yīng)變滯后于應(yīng)力，使加載曲線與卸載曲線不重合而形成的閉合曲線，稱(chēng)為彈性滯后環(huán)。 ⑵循環(huán)韌性 金屬材料在交變載荷下塑性區(qū)內(nèi)吸收不可逆變形功的能力，叫循環(huán)韌性，又稱(chēng)為消振性。 圖 17為 20號(hào)鋼包申格效應(yīng)的拉伸、壓縮應(yīng)力 應(yīng)變曲線，壓縮應(yīng)力應(yīng)變曲線和拉伸曲線畫(huà)在同一象限內(nèi)。 22 3. 解釋 （ 1）表現(xiàn)：對(duì)某些鋼和鈦合金，因包申格效應(yīng)可使規(guī)定殘余伸長(zhǎng)應(yīng)力降低 15%～ 20%，所有退火狀態(tài)和高溫回火的金屬與合金都有包申格效應(yīng)，因此，包申格效應(yīng)是多晶體金屬所具有的普遍現(xiàn)象。 用處： （ 1）包申格效應(yīng)對(duì)于承受應(yīng)變疲勞載荷作用的機(jī)件在應(yīng)變疲勞過(guò)程中，每一周期內(nèi)都產(chǎn)生微量塑性變形，在反向加載時(shí)，微量塑性變形抗力 (規(guī)定殘余伸長(zhǎng)應(yīng)力 )降低，顯示循環(huán)軟化現(xiàn)象。如鋼在400～ 500℃ 以上，銅合金在 250～ 270℃ 以上退火?！?δ” 伸長(zhǎng)率，“ ψ” 斷面收縮 率。 26 （ 1）滑移 滑移面：原子最密排面； 滑移向：原子最密排方向。 27 （ 2）孿生 孿晶：外形對(duì)稱(chēng)，好象由兩個(gè)相同晶體對(duì)接起來(lái)的晶體；內(nèi) 部原子排列呈鏡面對(duì)稱(chēng)于結(jié)合面。 孿生：變形部分相對(duì)未變形部分發(fā)生了取向變化。 五個(gè)獨(dú)立的滑移系開(kāi)動(dòng)，才能確保產(chǎn)生任何方向不受約束的塑性變形。 提高外應(yīng)力，位錯(cuò)才能運(yùn)動(dòng)；一旦運(yùn)動(dòng)，繼續(xù)發(fā)生塑性變形所需的外應(yīng)力降低。 規(guī)定微量塑性伸長(zhǎng)應(yīng)力 ：人為規(guī)定拉伸試樣標(biāo)距部分產(chǎn)生 一定的微量塑性伸長(zhǎng)率時(shí)的應(yīng)力。 （ 3） 規(guī)定總伸長(zhǎng)應(yīng)力（ σt ） ：試樣標(biāo)距部分的總伸長(zhǎng)達(dá)到 規(guī)定的原始標(biāo)距百分比時(shí)的應(yīng)力，常用的 示規(guī)定總伸長(zhǎng)率為 %時(shí)的應(yīng)力。 金屬材料一般是多晶體合金，往往具有多相組織，因此，討論影響屈服強(qiáng)度的因素，必須注意以下三點(diǎn)： ① 屈服變形是位錯(cuò)增殖和運(yùn)動(dòng)的結(jié)果，凡影響位錯(cuò)增殖和運(yùn)動(dòng)的各種因素必然要影響屈服強(qiáng)度； ② 實(shí)際金屬材料的力學(xué)行為是由許多晶粒綜合作用的結(jié)果，因此，要考慮晶界、相鄰晶粒的約束、材料的化學(xué)成分以及第二相的影響； ③ 各種外界因素通過(guò)影響位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)而影響屈服強(qiáng)度。 霍爾 — 配奇關(guān)系式 σs=σi+Kyd1/2 因此，細(xì)化晶?？商岣卟牧系膹?qiáng)度。 低碳鋼 幾種金屬的屈服強(qiáng)度與溫度的關(guān)系 （二）外因（溫度、應(yīng)變速率、應(yīng)力狀態(tài)） 38 應(yīng)變速率： 應(yīng)變速率增大， σs↑。 （ 3）強(qiáng)化金屬，提高力學(xué)性能。 c）拋物線硬化階段：交滑移，或雙 交滑移刃型位錯(cuò)不能產(chǎn)生交滑移。 n=0，材料無(wú)硬化能力。在 B點(diǎn)之后，由于應(yīng)變硬化跟不上塑性變形發(fā)展，使變形集中于試樣局部區(qū)域產(chǎn)生縮頸。 44 拉伸失穩(wěn)或縮頸的判據(jù)應(yīng)為 dF=0。 45 根據(jù)塑性變形時(shí)體積不變條件，即 dV=0 因 V=AL， 故 AdL+LdA=0 亦即： ???????1ddeLdLAdASdSAdA ??（ 121） 聯(lián)立式 (120)和 (121)： 縮頸判據(jù) （ 122） 或 （ 123） ???? 1SddSdedSS?解得 : ???????1ddeLdLAdA46 縮頸一旦產(chǎn)生，拉伸試樣的單向應(yīng)力狀態(tài)就被破壞，在縮頸區(qū)出現(xiàn)三向應(yīng)力狀態(tài)。 39。 ③ 的高低取決于屈服強(qiáng)度和應(yīng)變硬化指數(shù)。 式中 , —— 試樣原始標(biāo)距長(zhǎng)度 。 式中 , —— 試樣原始橫截面積 。 50 塑性的意義和影響因素 意義： a）安全，防止產(chǎn)生突然破壞； b）緩和應(yīng)力集中； c）軋制、擠壓等冷熱加工變形； 影響因素： （ a）細(xì)化