第7章 材料的变形和再结晶课件.ppt

张峻巍;第7章 材料的变形和再结晶;主要内容;材料的变形 ;拉伸实验;低碳钢的工程应力一工程应变曲线;弹性极限σe 弹性极限—试样产生完全弹性变形时所能承受的最大拉应力。;弹性模量E 单纯弹性变形过程中应力与应变的比值。 弹性模量代表着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。 ;金属原子间的键合特点;弹性模量E 单纯弹性变形过程中应力与应变的比值。 E共价键＞E金属键和离子键＞ E分子键 工程上，弹性模量是刚度的度量。如钢的E只是铝的3倍，则钢的弹性变形只是铝的1/3。 ;拉伸性能;拉伸性能;延伸率?： 材料的塑性常用延伸率表示。测定方法如下：拉伸试验前测定试件的标距L0，拉伸断裂后测得标距为Lk，然而按下式算出延伸率;断面收缩率ψ： 断面收缩率ψ是评定材???塑性的主要指标。;低碳钢的工程应力一工程应变曲线; 按材料在拉伸断裂前是否发生塑性变形，将材料分为脆性材料和塑性材料两大类。脆性材料在拉伸断裂前不产生塑性变形, 只发生弹性变形；塑性材料在拉伸断裂前会发生不可逆塑性变形。 高塑性材料在拉伸断裂前不仅产生均匀的伸长，而且发生颈缩现象，且塑性变形量大。低塑性材料在拉伸断裂前只发生均匀伸长，不发生颈缩，且塑性变形量较小。;a;s by;塑性材料和脆性材料力学性能比较;;　　工程上应用的材料为多晶体，内部存 在各种类型的缺陷，弹性变形时，可能出 现加载线与卸载线不重合、应变的发展跟 不上应力的变化等现象，称为弹性的不完 整性，包括包申格效应、弹性后效、弹性 滞后等。;(1) 包申格效应 ;理想晶体 ; 这种在弹性极限范围内，应变滞后于外加应力，并和时间有关的现象称为弹性后效。 ;(3) 弹性滞后;(3) 弹性滞后;编 钟;潜 艇;塑性成形的基本生产方式;7.2 晶体的塑性变形 7.2.1单晶体的塑性变形 ;7.2.1单晶体的塑性变形 ; 滑移的特点： (1)滑移后，晶体的点阵类型不变； (2)晶体内部各部分位向不变； (3)滑移量是滑移方向上原子间距的整数倍； (4)滑移后，在晶体表面出现一系列台阶。 ;滑移带形成示意图;滑移线和滑移带;滑移带形成示意图;b. 滑移系;滑移系 ;典型晶格的滑移系;立方晶系的{1 1 0}晶面族; 实验表明：滑移系越多，滑移越容易，塑性越好。BCC与FCC的滑移系数相同，但滑移方向对塑性变形的作用比滑移面大，所以FCC的塑性比BCC的塑性好。金属塑性：　Cu（FCC）＞α-Fe（BCC）＞Zn（HCP）。 ;c.滑移的临界分切应力 ;外力在滑移面上沿滑移方向的切向分力为： Fτ＝Fcosλ 外力在滑移方向上的分切应力： τ=Fτ/Aˊ=Fcosλ/(A/cosφ) =Fcosλcosφ/A F/A＝σ，当滑移系中的分切应力达到其临界分切应力值而开始滑移时，σ＝σS，此时τ＝τk，所以 τk＝σScosλcosφ cosλcosφ称为取向因子或施密特因子。;图5.9 屈服应力与晶体取向的关系; 单向拉伸： 当外力与滑移面平行（φ=90°）或垂直（λ=90°）时，取向因子最小，σS为无限大，不可能产生滑移，此时的位向称为硬取向； 当滑移方向位于外力与滑移面法线所组成的平面，且φ=45°时，取向因子最大，σS最小，容易滑移，此时的位向称为软取向。 ;　　 由于晶体的转动，使原来有利于滑移的晶面滑移到一定程度后，变成不利于滑移的晶面；而原来不利于滑移的晶面，则可能转到有利于滑移的方向上，参与滑移。所以，滑移可在不同的滑移系上交替进行，其结果造成晶体的均匀变形。;硷釜乓贬幻别迁个点盅靠姑隋蛀定丰摩僚井瞄缔忱录臀讲染摈育邱漓屁诺第7章 材料的变形和再结晶课件第7章 材料的变形和再结晶课件;睬葛拓大酞丁白诅挥批枕踩响橱安膏刘沉焊费饰稽啡杜曾誊吟椒届铲帽乙第7章 材料的变形和再结晶课件第7章 材料的变形和再结晶课件;　　 由于晶体的转动，使原来有利于滑移的晶面滑移到一定程度后，变成不利于滑移的晶面；而原来不利于滑移的晶面，则可能转到有利于滑移的方向上，参与滑移。所以，滑移可在不同的滑移系上交替进行，其结果造成晶体的均匀变形。;多滑移：在多个（2）滑移系上同时或交替进行的滑移。 交滑移: 晶体在两个或多个不同滑移面上沿同一滑移方向进行的滑移。