金屬材料在靜拉伸載荷下的力學(xué)性能-文庫(kù)吧資料
2025-05-11 22:31本頁(yè)面
【正文】 在材料不產(chǎn)生縮頸時(shí)抗拉強(qiáng)度代表斷裂抗力 . 塑性材料：代表產(chǎn)生最大均勻塑性變形抗力 它表示了材料在靜拉伸條件下的極限承載能力。RaaRSS???頸部最小截面半徑頸部輪廓線曲率半徑修正后的真實(shí)應(yīng)力頸部軸向真應(yīng)力????aRSS39。 n=eb ???????? 10dlldlldlde?? ??1SddSs=ken ds/de=kne (n1) 在縮頸點(diǎn) : ds/de=kneb (n1) ds/de=sb n=eb = kebn kne (n1)= kebn 金屬材料的應(yīng)變硬化指數(shù)等于最大真實(shí)均勻塑性應(yīng)變量時(shí) ,縮頸便會(huì)產(chǎn)生。 4）改善切削加工性能 低碳鋼有較高的加工硬化指數(shù) n,n約為 。對(duì)于工作中的零件，要求材料有一定的加工硬化能力 . 2) 金屬的 加工硬化指數(shù)（能力） ，對(duì)冷加工成型工藝是很重要的。 S—真應(yīng)力 e—真應(yīng)變 n=1,理想的彈性體 n=0,無(wú)應(yīng)變硬化能力 ??????1AAAPAPS oo真應(yīng)力： )1 1l n ()1l n (ln:0 ?? ?????? ?oLLLLdLe真應(yīng)變lnS=lnK+nlne lgS lge lgS=lgK+nlge 影響 n的因素： 層錯(cuò)能： 高 n小 材料狀態(tài)： 退火狀 n大 強(qiáng)度等級(jí)： nσs=常數(shù) 溶質(zhì)含量高： n小 晶粒大?。? 大 n大 應(yīng)變硬化機(jī)理： 加工硬化速率 dτ /dγ 易滑移階段 線性硬化階段 dτ /dγ 小 dτ /dγ 常數(shù) 拋物線硬化階段 dτ /dγ 減小 單系滑移 多系滑移 交滑移 加工硬化（指數(shù) n）的實(shí)際意義 反映了材料開(kāi)始屈服以后，繼續(xù)變形時(shí)材料的應(yīng)變硬化情況，它決定了材料開(kāi)始發(fā)生縮頸時(shí)的最大應(yīng)力。 開(kāi)始塑性變形時(shí) ,可動(dòng) ρ 小 ,要求 V大 要求 τ 大 塑性變形后 ρ ↑ 要求 V小 要 ↓ τ BCC: m′20, 屈服明顯 FCC: m′ 100~200， 屈服不明顯 ε = bρ V . V=（ τ /τ 0） m39。 m39。 V— 位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)平均速率 ρ —可動(dòng)位錯(cuò)密度 b— 柏氏矢量的模 τ —滑移面上的分切應(yīng)力 τ 0—位錯(cuò)以單位速率運(yùn)動(dòng)所需的切應(yīng)力 m39。 臨界分切應(yīng)力:cc??? ?c?? ?Mccs????? ??c o sc o s單晶體屈服強(qiáng)度和取向有關(guān) . 屈服強(qiáng)度大的取向稱為硬取向 ,其 M值小 . 屈服強(qiáng)度小的取向稱為軟取向 ,其 M值大 . 位錯(cuò)增殖 hbhX ????△ X 位錯(cuò)滑移與宏觀塑性變形 ???NixldblX1??NixNx11bl d hxlNhX ????hX???△ X bxbdhxN ?? ?? dhN??晶體轉(zhuǎn)動(dòng) 2）各晶粒變形的相互協(xié)調(diào)性 多晶體塑性變形的特點(diǎn) 1）各晶粒變形的不同時(shí)性和不均勻性 二、屈服現(xiàn)象和屈服強(qiáng)度（屈服點(diǎn)） 屈服現(xiàn)象： 在外力不增加或是上下波動(dòng)情況下，試樣繼續(xù)變形的現(xiàn)象。 作用：循環(huán)軟化，塑性變形抗力下降 反向成形 消除：回復(fù)或再結(jié)晶退火 較大的塑性變形 第三節(jié) 金屬材料的塑性變形 一、塑性變形 塑性變形的主要方式 滑移 和 孿生 滑移 :金屬材料在切應(yīng)力作用下 ,沿滑移面和滑移方向進(jìn)行的平移過(guò)程 孿晶 金屬材料在切應(yīng)力作用下，均勻切變過(guò)程 BCC {110} 111 FCC {111} 110 HCP {0001} 1120 施密特 (Schmid)定律 滑移方向上的分切應(yīng)力為： 稱為取向因子或施密特因子。 ? 0 e 1 2 3 4 2180。 精密儀器不希望有 彈性 滯后現(xiàn)象。 →a e ↑ 四、彈性比功 表征金屬材料吸收彈性功的能力。 σp p e σe 彈性比功 ae=σ eε e/2 成分與熱處理 對(duì)彈性極限影響大，對(duì)彈性模量影響不大。 E = σ /ε 材料的彈性模量與原子間結(jié)合力和原子間距有關(guān) . 金屬的原子間作用力 取決于原子本性和晶格類(lèi)型 金屬鍵有較強(qiáng)的鍵力 其彈性模量適中 例如鐵 (鋼 )的彈性模量為 210GPa， 是鋁 (鋁合金 )的三倍 (EAl≈70GPa) ， 鎢的彈性模量又是鐵的 2倍，鐵是鋁的 3倍。 cB:均勻塑性變形階段 B:點(diǎn)后局部縮頸現(xiàn)象 彈性變形 不均勻屈服塑性變形 均勻塑性變形 不均勻集中塑性變形 斷裂 低碳鋼在拉伸力作用下的變形過(guò)程： 二、工程應(yīng)力 應(yīng)變曲線和真實(shí)應(yīng)力 應(yīng)變曲線 工程應(yīng)力 應(yīng)變曲線 拉伸曲線 應(yīng)力 ?應(yīng)變曲線 工程應(yīng)力 ―― 載荷除以試件的原始截面積即得工程應(yīng)力， σ=F／ A0 工程應(yīng)變 ―― 伸長(zhǎng)量除以原始標(biāo)距長(zhǎng)度即得工程應(yīng)變 ε， ε=Δl／ l0 拉伸性能指標(biāo) 1） σe彈性極限 6） E彈性模量 2） σs屈服強(qiáng)度 3) σb抗拉強(qiáng)度 4) σK斷裂強(qiáng)度 5） δ 伸長(zhǎng)率 不同材料的拉伸曲線 圖 a 圖 b 圖 c 有明顯的屈服現(xiàn)象 無(wú)屈服現(xiàn)象 無(wú)明顯的塑性變形 低碳鋼 鋁合金、銅合金、中碳合金鋼 淬火高碳鋼、鑄鐵 圖 d
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