【正文】 = AdS + SdA = 0 在金屬試樣拉伸力－伸長曲線極大值 B點 (拉伸失穩(wěn)點 )之前， dP0； B點后， dP0。當(dāng) n=1時，應(yīng)力與應(yīng)變成線性關(guān)系，為理想彈性材料的典型情況。 真實應(yīng)變 ε=ln(l/lo)低碳鋼工程應(yīng)力 應(yīng)變曲線與真應(yīng)力 真應(yīng)變曲線 應(yīng)變關(guān)系從屈服點到頸縮之間的形變強化規(guī)律，可以用 Hollomon公式描述： S=K εn ε為真實塑性應(yīng)變， K為強度系數(shù)， n為應(yīng)變強化指數(shù)，表示材料的應(yīng)變強化能力或?qū)M一步塑性變形的抗力。 應(yīng)變曲線及形變強化規(guī)律應(yīng)變曲線及形變強化規(guī)律 拉伸試驗中，試樣完成屈服應(yīng)變后，便進入形變強化階段 。 解決由于呂德斯帶造成的工件表面不平整的措施 :A.加入少量能奪取固溶體合金中的溶質(zhì)原子，使之形成穩(wěn)定化合物的元素。應(yīng)變時效 ：將低碳鋼試樣拉伸到產(chǎn)生少量預(yù)塑性變形后卸載，然后重新加載，試樣不發(fā)生屈服現(xiàn)象，但若產(chǎn)生一定量的塑性變形后卸載，在室溫停留幾天或在低溫（如 150℃ ）時效幾小時后再進行拉伸，此時屈服點現(xiàn)象重新出現(xiàn)，并且上屈服點升高，這種現(xiàn)象。要出現(xiàn)明顯的屈服：可動位錯密度 ? 小、 應(yīng)力敏感系數(shù) m小開始變形時， ρ低，欲使應(yīng)變速率固定，需要較大的v值，故需要較高的應(yīng)力 τ ，表現(xiàn)為上屈服點；一旦塑性變形開始后，位錯迅速增殖， ρ增加，必然導(dǎo)致 v的突然下降（為保持應(yīng)變速率固定），所以所需的應(yīng)力 τ 突然下降，產(chǎn)生了屈服現(xiàn)象。 （ 2） 位錯運動與增殖理論 :材料塑性變形時應(yīng)變速度 ε’ 與晶體中可動位錯的密度 ρ、位錯運動的平均速度 V及位錯的柏氏矢量 b成正比。呂德斯帶會造成拉伸和深沖過程中工件表面不平整 。交角的應(yīng)變痕跡，稱為呂德斯 (L252。 屈服過程 ：試樣繼續(xù)伸長，應(yīng)力保持為定值或有微小的波動，在拉伸曲線上出現(xiàn)一個應(yīng)力平臺區(qū)，試樣在此恒定應(yīng)力下的伸長 。上屈服點 ：試樣開始屈服時對應(yīng)的應(yīng)力?；茙П椴既吭嚇颖砻鏁r，應(yīng)力 應(yīng)變曲線到達Ｃ點。試樣表面出現(xiàn)與拉伸軸線成 45176。 它標(biāo)志著材料的力學(xué)響應(yīng)由彈性變形階段進入塑性變形階段，稱為物理屈服現(xiàn)象光滑試樣拉伸試驗時 屈服變形開始于試樣微觀不均勻處，或存在應(yīng)力集中的部位 ，一般在距試樣夾持部分較近的地方。 總的貯能中，耗散熱能占 90%，而三種內(nèi)應(yīng)力代表的彈性儲存能占 10%，其中：第一類應(yīng)力 (宏觀內(nèi)應(yīng)力 )約占 %，第二類內(nèi)應(yīng)力 (微觀內(nèi)應(yīng)力 )約占 %，第三類內(nèi)應(yīng)力 (點陣畸變 )占約 9%。其范圍是幾個到幾十個原子間距的尺度（幾十至幾百納米）。 (2) 第二類內(nèi)應(yīng)力 — 微觀殘余應(yīng)力： 由晶?；騺喚Яｉg變形不均勻而造成的內(nèi)應(yīng)力 ，其作用范圍與晶粒尺寸相當(dāng)（同一數(shù)量級），即在晶?；騺喚ЯＶg保持平衡，這種內(nèi)應(yīng)力可達到很大的數(shù)值。 (三 ) 殘余應(yīng)力 1. 儲存能（ stored energy） : 儲存能的表現(xiàn)形式：宏觀殘余應(yīng)力、微觀殘余應(yīng)力、點陣畸變 2. 殘余應(yīng)力（ retained stress） 及其分類 : (1) 第一類內(nèi)應(yīng)力 (first internal stress)— 宏觀殘余應(yīng)力： 由于金屬材料各部分宏觀變形量不均勻而造成的 ， 對應(yīng)的畸變能不大，僅占總儲存能的 ％左右。其情況如下： (1) fcc和 bcc顯示出典型的三個階段硬化； (2) hcp初始階段與 fcc相近，但 hcp第一階段遠遠超過了 fcc和 bcc； (3) 當(dāng) bcc含有雜質(zhì)原子，因雜質(zhì)原子與位錯交互作用，將產(chǎn)生屈服現(xiàn)象并使曲線發(fā)生變化。 （ 2） 類型及特征 ① 絲織構(gòu) ② 板織構(gòu) 右圖是因形變織構(gòu)造成的制耳 （二） 加工硬化 ：金屬材料在塑性變形過程中，隨著變形量的增加，強度和硬度不斷上升，而塑性和韌性不斷下降的現(xiàn)象。層錯能高易出現(xiàn)胞狀結(jié)構(gòu)；層錯能低，易形成較為均勻而復(fù)雜的位錯網(wǎng)。 （ 2） 位錯組態(tài)和分布等亞結(jié)構(gòu)發(fā)生變化：變形度增大，位錯密度增大 → 位錯呈紛亂不均勻分布 → 位錯纏結(jié) → 位錯胞 (稱為胞狀亞結(jié)構(gòu) ) → 細長狀變行胞。 (3)當(dāng)金屬中組織不均勻，如有枝晶偏析或夾雜物時，塑性變形使這些區(qū)域伸長，這在后序的熱加工或熱處理過程中會出現(xiàn) 帶狀組織 (band microstructure)。隨變形度增大，等軸狀晶粒 → 扁平晶粒 → 纖維組織 。 塑性變形對材料組織和性能的影響塑性變形對材料組織和性能的影響 塑性變形對材料組織和性能的影響 主要表現(xiàn)在以下方面：顯微組織變化 ：晶粒形狀的變化 、亞結(jié)構(gòu)的變化、形變織構(gòu) 性能的變化 ：加工硬化、力學(xué)性能、物理性能、化學(xué)性能 * 17位錯行為繞過和切過位錯行為繞過和切過（一）顯微組織變化（一）顯微組織變化 經(jīng)塑性變形后材料的 顯微組織(microstructure)變化是： (1)出現(xiàn)大量的滑移帶和孿晶帶。⑥ ⑤ 金屬塑性變形階段除了塑性變形本身外還伴隨有 彈性變形和形變強化 ，其應(yīng)力 — 應(yīng)變關(guān)系不再是簡單的直線關(guān)系。 金屬的塑性變形主要由 切應(yīng)力 引起，只有切應(yīng)力才能使晶體產(chǎn)生 滑移或?qū)\生 變形。 塑性變形是 不可逆 變形，變形度大，一般金屬的塑性遠大于彈性。材料表面優(yōu)先216。 細晶粒材料中，應(yīng)力集中小，裂紋不易萌生；晶界多，裂紋不易傳播，在斷裂過程中可吸收較多能量 ,表現(xiàn) 高韌性 。 原因：晶粒越細，晶界越多，位錯運動的阻力越大。 結(jié)果：只有 加大外力 ，才能使那些滑移面位向不利的晶粒逐漸加入滑移，結(jié)果多晶試樣強度上升，塑性下降。在外力作用下，某些晶粒的滑移面處于有利的位向，受到大于 σk的切應(yīng)力，位錯開始滑移。單晶塑性高。 拉伸試樣變形后在晶界處呈 竹節(jié)狀 ，每個晶粒中的滑移帶均終止于晶界附近，晶界附近位錯塞積，塞積數(shù)目 n為： n=kлτ0l/Gb 位錯塞積，密度增高，材料強度提高。能否滿足該要求與晶體的結(jié)構(gòu)類型有關(guān)。（ 2）要求各晶粒之間變形相互協(xié)調(diào)否則獨立變形會導(dǎo)致晶體分裂。在多晶體中，外力作用下處于有利位向的晶粒首先 滑動 → 位錯開動，增殖 → 晶界上位錯塞積 → 應(yīng)力集中（ ττk） → 相鄰晶粒位錯源開動 → 相鄰晶粒變形 → 塑變 ， 各晶粒間變形而得到相互協(xié)調(diào)與配合。 u晶界具有取向差效應(yīng)晶界具有取向差效應(yīng) ：多晶體中，不同位向晶粒的滑移系取向不相同，滑移不能從一個晶粒直接延續(xù)到另一晶粒中。 原因原因 (1)晶界的特點：原子排列不規(guī)則 ,分布有大量缺陷。孿生對塑變的直接貢獻比滑移小得