工程材料力学性能.docx

. . . . 工程材学性能 第一章 退火低碳钢在伸作用下的变形过程可分为如下五个阶段： 1、 弹性变形；2、 均匀屈服塑性变形（屈服阶段） 3、 均匀塑性变形阶段；4、 均匀集中塑性变形；5、 断。 弹性变形： 是一种可逆变形，实质：晶格中原子自平衡位置产生可逆位移的反映。弹性变形物本质：原子间距几何参数随外的可逆变化。 弹性模： 弹性模是产生 100%弹性变形所需的应。 物意义： 表征属材对弹性变形的抗，其值大小反映属弹性变形的难程。 其值越大，表示在相同应下产生的弹性变形就越小。 影响因素——主要取决于属原子本性和晶格类型（原子间作用） 。 属的弹性模是一个组织敏感的学性能指标，合化、 热处（显微组织） 、 塑性变形对E 值影响大。 弹性比功：又称弹性比能、 应变比能，表示属材吸收弹性变形功的能（即材吸收变形功而发生永久变形的能，是一个韧 指标。）。 物意义： 试样或实际机器件的体积越大，则可吸收的弹性功越多，可储备的弹性能越多。滞弹性：在弹性范围内快速加载或卸载后，随时间延长产生附加弹性应变的现象，称为滞弹性。 循环韧性：属材在交变载荷下吸收可逆变形功的能，称为属的循环韧性，也叫做属的内耗、消振性。 包申格效应：属材经过预先加载产生少塑性变形，卸载后再同向加载，弹性极限和屈服强就会升高；如果反向加载，弹性极限和屈服强下，这种现象叫做包申格效应。 包申格效应的消除：预先进较大的塑性变形，或在第二次反向受之前使属材于回复 或再结晶温下退火。 塑性变形： 外移去后能恢复的变形。 属材常见的塑性变形方式为 移 和孪生。 移系越多， 塑性越好，但移系的数是决定塑性的唯一因素。 如fcc 属移系比 bcc 属少，但因前者晶格阻低，位错容运动，故塑性却优于后者。塑性变形具有一些特点： 各晶变形的同时性和均匀性： （ a）材表面优先（ b）与应取向最佳的移系优先 各晶变形的相互协调性： （ a）晶间塑性变形的相互制约（ b）晶间塑性变形的相互协调（ c）晶内同移系移的相互协调 屈服现象与下述三个因素有关: ① 材在变形前可动位错密很小 (或虽有大位错但被钉扎住，如钢中的位错被杂质原子或第二相质点所订扎)；② 随塑性变形发生，位错能快速增殖；③ 位错运动速与外加应有强依存关系。 规定非比伸长应（ σp ）：试样在加载过程中，标距部分的非比伸长达到规定的原始标距百分比时的应。 规定残余伸长应（ σr ）：试样卸除伸后，其标距部分的残余伸长达到规定的原始标距百分比时的应。 常用的为σr0.2 表示规定残余伸长为 0.2%时的应。 规定总伸长应（ σt ）：试样标距部分的总伸长（弹性伸长加塑性伸长）达到规定的原始 σ标距百分比时的应。 常用的规定总伸长为 0.5%， σt0.5 表示规定总伸长为 0.5%时的应。 σ σ s/ b:屈强比，表示材抗变形能。 影响屈服强因素： 内因：a 属本性及晶格类型 b 晶大小和亚结构 c 溶质元素 d 第二相外因:温、应变速和应状态。 a 温：温升高，屈服强下；反之，屈服强增大（低温脆性） 。b 应变速（加载速 ） ：应变速增大，属的强增大，屈服强随应变速的变化还要明显。 c 应状态： 应分越大，越有于塑性变形，屈服强则越低。所以扭转比伸的屈服强低， 伸比弯曲的屈服强低。同应状态下材屈服强同并是材性质发生变化，而是材在同条件下表现的学为同而已。 根据断前塑性变形大小分类： 韧性断和脆性断； 根据断面的取向： 正断和断； 根据纹扩展的途径 : 穿晶断和沿晶断； 根据断机分类 :解断、微孔聚集型断和纯剪断 。韧性断和脆性断的区别： 有无明显的塑形变形。 45 角。韧性断： 断前产生明显宏观塑性变形。 是缓慢的撕过程； 在纹扩展中断消耗能； 断面一般平于最大应，并与主应成 o 45 角。 宏观断口形貌： 断面用肉眼或放大镜观察时，断口呈纤维状，灰暗色。 中低强钢的光 圆柱试样在室温下的静伸断是典型的韧性断，其宏观断口呈杯锥形，有 纤维区，放射区和剪唇 三个区域组成，即断口特征三要素。 脆性断： 1、是突然发生的断， 断前基本上发生塑性变形， 没有明显征兆， 因而危害性很大。2、脆性断的断面一般与正应垂直， 断口平齐而光， 常呈放射状或结晶状。3、人字纹花样的放射方向与纹扩展方向平。 其尖顶指向纹源。 4、通常脆性断前也产生微塑性变形。 穿晶断 :纹穿过晶内。通常为韧性断，断机制包括剪、解和准解断。沿晶断 :是指纹在晶界上形成并沿晶界扩展的断形式。 沿晶断的断口 : 当晶界的强小于屈服强时，晶界无塑性变 形，产生冰状断口；当晶界的强大于屈服强时，晶界有塑性变形，产生石状断口。剪断： 属在应的作用下，沿移面分离而造成的移面分离断，其中又分为 断（纯剪断）和微孔聚集