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9-材料的变形与再结晶课件
第九章 材料的变形和再结晶 ; 概 述
一、 机械性能(力学性能)
1. 定义:材料承受外力作用的能力。
2. 机械性能四大指标:
强度、硬度、塑性、韧性。
3.实验
通过实验可以测出相应的机械性能指标,
最常见的是拉伸实验、硬度实验和冲击实验。
;二、拉伸试验 拉伸试验的现场录像 ;三、应力—应变曲线
原始曲线:载荷-伸长曲线
经过变换:应力-应变曲线;σp:比例极限
σe: 弹性极限
σs:屈服极限
σb: 强度极限
σk:条件断裂强度
;四、低碳钢σ—ε曲线的特点
1、?σσe 弹性变形阶段(elastic deformation) 线性阶段
σe:材料弹性极限,是材料保持弹性的最大应力。单位:MPa
该阶段符合虎克定律 σ= Eε或 τ= Gγ
E、G为弹性模量、切变模量,表示金属材料抵抗弹性变形的能力。为σ—ε曲线上斜率 ;2、σeσσs 微量塑性变形开始阶段
σs:材料屈服极限,是开始发生塑性变形的最小应力。
σ0.2:材料屈服强度(yield strength),表示以材料产生0.2%残余变形的应力值为其屈服极限,又称条件屈服极限。主要用于无明显屈服的材料的屈服点。
σs、σ0.2表示材料对开始微量塑性变形的抗力。;3、σsσσb 均匀塑性变形 ε↑、σ↑
σb:抗拉强度, 表示材料最大均匀塑性变形的抗力。
4、σbσσk 不均匀塑性变形
σσb 试样开始发生不均匀塑性变形并形成缩颈
σk:条件断裂强度。表示材料对塑性变形的极限抗力。
塑性断裂:产生一定量塑性变形后的断裂。;五、塑性
材料在外力作用下产生永久变形而不被破坏的能力。
1. 塑性指标 δ、ψ
伸长率δ,表示均匀变形的能力,与加工硬化率n有关。
δ=(Lk-Lo)/ Lo×100%
断面收缩率ψ,表示局部变形的能力,与缺口敏感性(度)有关。
ψ=(Fo-Fk)/ Fo×100% ;2、塑性的实际意义
金属材料的塑性指标是安全力学性能指标;
εf –材料均匀变形的能力。
Ψf –局部变形的能力。
塑性对压力加工是很有意义的。加工硬化
塑性大小反映冶金质量的好坏,评定材料质量。
3 、塑性、脆性材??的划分
δ≥5%:塑性材料,低碳钢、铜合金
δ5%: 脆性材料,铸铁。;;1 弹性变形的本质
弹性变形(elastic deformation)
弹性变形的原因: 原子间结合力
2 弹性变形的特征和弹性模量
弹性变形的特征
(1) 理想的弹性变形是可逆变形
(2)?在弹性变形范围内,应力和应变间服从虎克定律(单值线性函数关系)。
正应力下:σ= Eε E---弹性模量
切应力下: τ= Gγ τ、γ—分别为切应力、切应变, G---切变模量
G = E /[2(1-ν)] v—泊松比 ,横向收缩率与纵向伸长率的比值
K = E /[3(1-2ν)] K—体弹性模量,压力与体积变化率的比值
(3) 弹性变形量随材料的不同而异。 ;对完全各向同性材料 υ= 0.25
对金属υ值约为0.33(或1/3)
当υ=0.25时,G=0.4E;
当υ=0.33时,G=0.375E , K=E/3(1-2υ) ≈E
弹性常数4个: E,G,υ,K
只要已知E和υ,就可求出G和K ,
由于E易测,因此用的最多。
;弹性模量(E)
(1)弹性模量(modulus of elasticity)E代表着使原子离开平衡位置的难易程度,是表征晶体中原子间结合力强弱的物理量。
(2) E是组织不敏感参数。
(3) 对晶体而言,E是各向异性的。在单晶体中,沿原子密排面E最高,沿原子排列最疏的晶向E最低。多晶体中,E各向同性。
(4) 工程上,E是材料刚度的度量。;弹性模量的技术意义;弹性的不完整性
有别于理想弹性变形特点的现象。
1)??包申格效应:
2)?弹性后效(滞弹性)
3)?弹性滞后 ;实际材料T10钢的包辛格效应; 2)?弹性后效(滞弹性);4. 黏弹性;第二节 晶体的塑性变形;一、 单晶体
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