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正文內(nèi)容

金屬材料性能與塑性變形(編輯修改稿)

2025-05-29 06:00 本頁面
 

【文章內(nèi)容簡介】 試驗來測定金屬材料的沖擊韌性。 2) 沖擊試樣尺寸和形狀 尺寸: 10mm 10mm 55mm 形狀: U形 脆性材料 V形 韌性材料 3)表示方法 ak = AK /S0 ( Jcm2) 式中: Ak—沖斷試樣所消耗的沖擊功 ( J) So—試樣缺口處的橫截面面積 ( cm2) 可知: ak值 越大,表示材料的 沖擊韌性 越好。 35 五、 疲勞 強度 ( σ 1) : 疲勞強度 —當(dāng)金屬材料在無數(shù)次重復(fù)或交變載荷作用下而不 致引起斷裂的最大應(yīng)力。 : 通常在旋轉(zhuǎn)對稱彎曲疲勞試驗機上進行 σ1的測定 。 循環(huán)基數(shù)( N) :一般鋼材: N= 107, 有色金屬和某些超高強度鋼: N=108。 36 一般認為: 是由于材料內(nèi)部有夾雜、表面劃痕及其它能引 起應(yīng)力集中的缺陷。 據(jù)統(tǒng)計:約有 80% 的機件失效為疲勞斷裂破壞。 通常在疲勞破壞前 沒有明顯的變形 ,斷裂前 沒有預(yù)兆 ,所以疲勞破壞經(jīng)常造成 重大事故 。 37 : 1)合理選擇材料; 2)細化晶粒; 3)均勻組織; 4)減少材料內(nèi)部缺陷; 5)改善零件的結(jié)構(gòu)形式; 6)減少零件的表面粗糙度,提高表面光潔度; 7)采取各種表面強化的方法(例:表面淬火,噴丸等) 38 167。 :滑移;孿生 ① 滑移: 晶體的一部分沿著一定的晶面和晶向相對另一部分發(fā)生相對的平行滑動,滑動的距離為原子間距的整數(shù)倍。這種變形方式稱為 ~。 39 ② 滑移特點 ⑴ 發(fā)生在最密排晶面,滑移方向為最密排晶向; ⑵ 只在切應(yīng)力下發(fā)生,存在臨界分切應(yīng)力 —τk 。 斷裂 彈 性 伸 長 ζ η ζ ζ η η ζ η 彈性歪扭 塑性變形 ( 滑移 ) 40 ⑶ 滑移兩部分相對移動的距離是原子間距的整數(shù) 倍,但滑移后滑移面兩邊的晶體位向仍保持一致; ③ 影響 τk 的因素: ⑴取決于金屬本性,與外力無關(guān),取向無關(guān); ⑵ 組織敏感參數(shù): 當(dāng)金屬不純,變形速度愈大, 變形溫度愈低, τk 愈大。 ④ 影響 σs的因素: ⑴主要與 τk 有關(guān); ⑵ 與外力及取向有關(guān)。 41 ⑷ 伴隨晶體的轉(zhuǎn)動和旋轉(zhuǎn),滑移面轉(zhuǎn)向與外力平行的方向, 滑移方向旋向最大的切應(yīng)力方向; 滑移面 滑移前 P P 滑移后 力偶 42 ( 1)各晶體結(jié)構(gòu)的滑移系 體心立方 () 面心立方 () (110) 〔 111〕 (111) 〔 110〕 滑移面:{ 110} (110)、 (011)、 (101) (110)、 (011)、 (101) 滑移方向: 〈 111〉 滑移系數(shù): 6 2=12 滑移面:{ 111} (111)、 (111)、 (111)、 (111) 滑移方向: 〈 110〉 滑移系數(shù) : 4 3=12 43 ( 2)滑移系數(shù)目的實際意義 —判斷塑性變形能力 滑移系數(shù)目愈多,塑性愈好; 滑移系數(shù)相同時,滑移方向多則表示塑性較好。 塑性變形的能力比較: 44 晶體的一部分相對于另一部分沿著一定的晶面(孿生面) 產(chǎn)生一定角度的切變。 45 167。 特點: ⑴ 單個晶粒與單晶體一致; ⑵ 各晶粒的變形具有不同時性:分批、逐次。 原因:取向不同。 ⑶ 變形具有不均勻性 : 晶粒內(nèi)部與邊界或晶粒之間。 晶界 46 ⑷ 多晶體變形抗 (阻 )力 單晶體 ① 晶界阻礙位錯運動; ② 位向差 →晶粒之間須協(xié)調(diào) └ 意義: 產(chǎn)生 晶界強化 47 167。 5. 塑性變形對金屬組織和性能的影響 塑性變形對組織結(jié)構(gòu)影響 ( 1)晶粒變形:等軸狀 →拉長成纖維組織、帶狀組織 └ 性能各向異性 ( 2)亞結(jié)構(gòu)的細化 鑄態(tài): d = cm;塑變后: d = cm 原因:位錯受阻后塞積、纏結(jié) →亞晶界 → 晶粒分化為許多 位向略有差異的小晶塊。 └ 變形中的晶粒碎化 48 ( 3) 產(chǎn)生形變織構(gòu) 定義 : 金屬塑性變形到很大程度( 70%)時,晶粒發(fā)生轉(zhuǎn) 動,各晶粒的位向趨于一致,形成有序化的結(jié)構(gòu)。 有利 : 增加導(dǎo)磁性,制成高等級硅鋼片。 軋制方向 49 不利 : 織構(gòu)造成性能各向異性,使得變形不均勻,沖壓產(chǎn)品易 產(chǎn)生“制耳”現(xiàn)象。 50 塑性變形對金屬性能的影響 1 . 加工硬化 定義: 隨變形度增大,金屬的強硬度顯著增高而塑韌性明顯下降的現(xiàn)象 ~。 51 原因:位錯增殖理論 。 意義: ( 1)純金屬的強化手段 —形變強化; ( 2)有利于塑性變形均勻進行; ( 3)有利于金屬構(gòu)件的工作安全性; 不利:再變形困難 └ 解決辦法:在冷加工之間進行再結(jié)晶退火。 52 ⑴ 第一類 內(nèi)應(yīng)力 ——
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