【文章內容簡介】 , υ↑, ε↑ 晶體結構變化， b↑, ε↑ 32 屈服強度 用應力表示的屈服點或下屈服點，表征材料對微量塑性變形的抗力。 σs=Fs/A0, σsl=Fsl/A0 許多具有連續(xù)屈服特征的金屬材料，拉伸時看不到屈服現象，用 規(guī)定微量塑性伸長應力 表征材料對微量塑性變形的抗力。 規(guī)定微量塑性伸長應力 ：人為規(guī)定拉伸試樣標距部分產生 一定的微量塑性伸長率時的應力。 根據測定方法不同，分為三種： 33 （ 1） 規(guī)定非比例伸長應力（ σp） :試樣在加載過程中，標 距部分的非比例伸長達到規(guī)定的原始標距百分比 時的應力，如 、 、 。 （ 2） 規(guī)定殘余伸長應力（ σr ） ：試樣卸除拉伸力后，其標 距部分的殘余伸長達到規(guī)定的原始標距百分比時 的應力。常用的 %時的應力。 （ 3） 規(guī)定總伸長應力（ σt ） ：試樣標距部分的總伸長達到 規(guī)定的原始標距百分比時的應力，常用的 示規(guī)定總伸長率為 %時的應力。 如果不考慮測定方法，則用 σs或 表示屈服強度。 34 三、影響屈服強度的因素 屈服強度是工程上從靜強度角度選擇韌性材料的依據。提高屈服強度，機件不易產生塑性變形；但過高，又不利于某些應力集中部位的應力重新分布，容易引起脆性斷裂。 金屬材料一般是多晶體合金，往往具有多相組織，因此，討論影響屈服強度的因素，必須注意以下三點： ① 屈服變形是位錯增殖和運動的結果，凡影響位錯增殖和運動的各種因素必然要影響屈服強度； ② 實際金屬材料的力學行為是由許多晶粒綜合作用的結果，因此，要考慮晶界、相鄰晶粒的約束、材料的化學成分以及第二相的影響； ③ 各種外界因素通過影響位錯運動而影響屈服強度。 35 （ 1）金屬本性及晶格類型（ 位錯運動的阻力 ） 晶格阻力 ：在理想晶體中僅存在一個位錯運動時所需克服的阻力。 fcc 位錯寬度大，位錯易運動； bcc 反之。 22( 1 )2211awbbPnGGee?????????? ????12Pn a G b??? ? a： 滑移面面間距ω：位錯寬度 b：柏氏矢量 ρ ： 位錯密度 α：比例系數（與晶體本性、位錯結構及分布有關） 平行位錯間交互作用產生的阻力 運動位錯與林位錯交互作用產生的阻力 位錯交互作用產生的阻力 36 （ 3）晶粒大小和亞結構 晶界是位錯運動的障礙，要使相鄰晶粒中的位錯源開動，必須加大外應力。 霍爾 — 配奇關系式 σs=σi+Kyd1/2 因此，細化晶?？商岣卟牧系膹姸?。 （ 2）溶質元素 形成晶格畸變，增大位錯運動的阻力 ? 不可變形的第二相，位錯只能繞過它運動，形成位錯環(huán)； ? 可變形的第二相，位錯可以切過，使之與基體一起產生變形。 第二相的作用，還與其尺寸、形狀、數量及分布有關；同時，第二相與基體的晶體學匹配程度也有關。 （ 4）第二相 位錯運動的總阻力 釘扎常數 37 溫度： 溫度升高，位錯運動容易， σs↓，但不同材料的 變化趨勢不一樣。 低碳鋼 幾種金屬的屈服強度與溫度的關系 （二）外因（溫度、應變速率、應力狀態(tài)） 38 應變速率： 應變速率增大， σs↑。（應變速率強化） 鋁合金的流變應力與應變速度的關系 應力狀態(tài)： 切應力 τ↑，越有利于塑性變形， σs↓。 39 四、應變強化 （形變強化，加工硬化） （ 1）應變硬化和塑性變形適當配合，可使金屬進行均勻塑性變形。 （ 2）使構件具有一定的抗偶然過載能力。 （ 3）強化金屬，提高力學性能。 （ 4）提高低碳鋼的切削加工性能 。 意義 應變硬化機理 （ 1）三種單晶體金屬的應力 — 應變曲線 40 a）易滑移階段：單系滑移 hcp金屬（ Mg、 Zn）不能產生 多系滑移，故易滑移段長。 b）線性硬化階段：多系滑移 位借交互作用，形成割階、 面角位錯、胞狀結構等；位錯 運動的阻力增大。 c）拋物線硬化階段：交滑移，或雙 交滑移刃型位錯不能產生交滑移。 多晶體，一開動便是多系滑移， ∴ 不易滑移階段。 （ 2）應變硬化機理 41 應變硬化指數 真實應力 應變曲線上，均勻塑性變形階段，應力與應變之間符合 Hollomon關系式： S=ken n— 應變硬化指數； k— 硬化系數 應變硬化指數 ：反映金屬材料抵抗繼續(xù)塑性變形的能力。 n=1，理想彈性體 。 n=0，材料無硬化能力。 層錯能低的材料應變硬化程度大 。高 Mn鋼 (Mn13)的層錯能力低 ∴ n大 應變硬化指數，常用直線作圖法求得（圖 114） 將 S=ken兩邊求導，得： lgS=lgk+nlge（線性關系） 做出 lgS—lge曲線，直線的斜率就是硬化指數 n 真應力 真應變 42 五、縮頸現象和抗拉強度 縮頸現象：韌性金屬材料在拉伸試驗時變形集中于局部區(qū)域的特殊現象，它是應變硬化 (物理因素 )與截面減小 (幾何因素 )共同作用的結果。 縮頸現象和意義 （ 1） 縮頸現象： 43 在金屬試樣拉伸力 伸長曲線極大值B點之前，塑性變形是均勻的，因為材料應變硬化使試樣承載能力增加，可以補償因試樣截面減小使其承載力的下降。在 B點之后，由于應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)域產生縮頸。 在 B點之前， dF0； B點后，dF0。 B點是最大力點，也是局部塑性變形開始點，亦稱 拉伸失穩(wěn)點或塑性失穩(wěn)點 。 由于 B點后試樣的斷裂是瞬間發(fā)生的，所以找出拉伸失穩(wěn)的臨界 條件，即縮頸判據，對于機件設計無疑是有益的。 44 拉伸失穩(wěn)或縮頸的判據應為 dF=0。在任一瞬間，拉伸力 F為真實應力 S與試樣瞬時橫截面積 A之積，即F=SA。對 F全微分，并令其等于零，即： dF=AdS+SdA=0 （ 2）縮頸判據 SdSAdA ??所以： (120) 在塑性變形過程中，因材料應變硬化，故 dS恒大于 0； dA因試樣截面減小則恒小于 0。所以，式 (120)中第一項為正值，表