金属材料性能学资料整理.doc

第一章 撒材料单向静拉伸的力学性能 3种失效形式：过量塑性变形、塑性变形和断裂 力-伸长曲线 Fp以下拉伸力F与ΔL呈直线关系，Fe以下卸载力后可完全恢复，e点以内的变形称为弹性变形，当力达到FA时，出现塑性变形。此时，初期因局部产生不均匀屈服塑性变形，出现平台锯齿，直至C点。接着进入均匀塑性变形，至Fb，后又出现不均匀塑性变形，局部缩颈，至Fk断裂。 四个阶段：弹性变形、屈服变形、均匀塑性变形、不均匀集中塑性变形 真应变总小于工程应变，且变形量越大，差距越大 真应力S大于工程应力 弹性模量是产生100%弹性变形所需的应力 影响弹性模数的影响因素（类似论述）： 键合方式和原子结构 共价键、离子键、金属键都有较高的弹性模量，分子键结合力较弱 晶体结构 沿原子排列最迷的晶向上弹性模数较大，反之则小 化学成分 材料化学成分的变化将引起原子间距或键合方式的变化 微观组织 作为金属材料刚度代表的檀香模数，是一个组织不敏感的力学性能指标 温度 温度越高，原子振动加剧，体积膨胀，原子间距增大，结合力减弱，使弹性模量降低 加载条件和符合持续时间 几乎没有影响，只有陶瓷材料的压缩弹性模数高于拉伸弹性模数， 四，比例极限和弹性极限 比例极限σp是保证材料的檀香变形按正比关系变化的最大应力， 弹性极限σe是材料有弹性变形过度到弹-塑性变形时的应力 σp和σe的工程意义：对于要求服役是其应力应变关系严格遵守线性关系的机件，如测力计弹簧，是依靠弹性变形的应力正比应变的关系显示载荷大小的，则应以比例极限最为选择材料的依据；对于复习套件不允许产生未来娘塑性变形的机件，设计时应按弹性极限来选择材料 弹性比功 是材料在弹性变形过程中吸收变形功的能力；弹性的好坏，实质就是至材料弹性比功的大小 非理想弹性与内耗 材料的非理想弹性行为：滞弹性、粘弹性、伪弹性、包申格效应 塑性变形及性能指标 一，塑性变形机理 常见塑性变形机理：滑移和孪生 滑移：金属晶体在切应力作用下，沿滑移面和滑移方向的切边过程，二者构成滑移系，滑移系越多，金属塑性越好，但不绝对。Fcc好于bcc 孪生：也是金属晶体在切应力作用下产生的一种塑性变形方式。Fcc低温；bcc冲击载荷或低温，hcp（密排六方）易产生孪生 孪生本身提供的把水箱两很小，但可以调整滑移面的方向，是闲的滑移系开动。 二，屈服现象与屈服强度 定义：材料在拉伸时，到达不均匀塑性变形时，保持外力力恒定或达到一定数值后卸载，然后再外力不增加或上下波动的情况下可以继续伸长变形的现象 屈服是材料由弹性变形向弹-塑性变形过渡的标志；实质：位错运动 材料屈服是缩对应的应力值就是材料抵抗起始塑性变形或产生微量塑性变形的能力，这一应力值就是屈服强度或屈服点σs；残余伸长应力σr指试样标距不分的总伸长量达到规定的原始标距百分百时的应力；当百分比为0.05%、0.1%、0.2%时记为σr0.05、σr0.1、σr0.2（常用，σs和σ0.2来表示金属材料的屈服强度）. 影响金属材料了屈服强度的因素： 晶体结构：屈服过程主要是位错的运动，位错运动的临界切应力受晶格阻力·位错建交互作用产生的阻力。 晶界与亚结构：晶界对位错运动有重要阻碍，晶界越多，σs越高。 溶质元素：形成点缺陷，阻碍位错运动。 第二相（尺寸、形状、数量、分布）：能够阻碍位错运动。 温度（热振动效应）：一般情况下，Ｔ↗，屈服强度σs↘． 应变速率与应力状态：在应变速率较高的情况下，金属材料的屈服应力↗。 四，应变硬化 应变硬化或形变强化：材料在应力作用下进入塑性变形阶段后，随着变形量的增大，形变应力不断提高的现象。　　应变机理普遍认为是塑性变形过程中的多系滑移和交滑移造成的。应变强化是一种强化金属的重要手段。（尤其是不能进行热处理的材料） 抗拉强度或者强度极限（σb）材料经过屈服阶段后进入强化阶段后随着横向截面尺寸明显缩小在拉断时所承受的最大力（Fb）除以试样原横截面积（So）所得的应力（σ） 塑性：材料断裂钱产生塑性变形的能力。　塑性指标包括拉伸伸长率δ和断面收缩率Ψ L0=d0，所得伸长率用δ5表示 超塑性：材料在一定条件下呈现非常大的伸长率（约100％）而不发生缩颈和断裂的现象。　　　　 产生超塑性的条件：１.超细晶粒，尺寸达到微米级，且为等轴晶； 　　　　　　 ２．适当的变性条件，Ｔ在0.4Ｔm（熔点），应变速率一般大于或等于0.001/s； ３．应变速率敏感指高，0.3≤m《1. 第五节　　断裂 固体材料在力的作用下分成若干部分的现象称为断裂。　断裂过程大都包括裂纹的形成与扩展； 按照宏观塑性变形程度：韧性断裂是产生明显的宏观塑性变形的断裂过程。 　　　　　　　　　　脆性断