文档介绍：课件制作: 艾云龙
§6 材料的塑性变形
第一节金属的应力-应变曲线
第二节单晶体的塑性变形
第三节多晶体的塑性变形
第四节合金的塑性变形
第五节塑性变形对材料组织和性能的影响
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§6 材料的塑性变形
¾材料的力学性能实质上是根据材料在外力作用下所表现的变
形行为来评定的。
¾强度----抵抗变形和断裂的能力。决定工件的加工性能
¾塑性----材料断裂前塑性变形的能力。又是零件的重要使用性能
纳米铜的室温超塑性2
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§ 金属的应力-应变曲线
§ 工程应力-应变曲线
P
σ=
A0
l − l
ε= 0
l0
式中: P-作用在试样上的载荷;
A0-试样的原始横截面积;
l0-试样的原始标距部分长度;
l-试样变形后标距部分长度。
※应力和应变的计算中没有考虑变形
后试样截面积与长度的变化,故工程图工程应力-应变示意图
应力—应变曲线与载荷—变形曲线的
形状是一致的。
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§ 工程应力-应变曲线
弹性变形-塑性变形-断裂
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§ 真应力-真应变曲线
¾为了得出真实的变形特性,应当按
真应力和真应变来进行分析。
P
σ=
T A
式中: P-作用在试样上的载荷;
A-试样的实际横截面积。
l
l1 −l0 l2 −l1 l2 −l3 dl l
εT =Σ( + + +……) = =ln
∫l
σ l0 l1 l2 0 l l0
A0l0 = Al = 常数
图真应力应变曲线
P P A 0 P l σ
T = = = = (ε+1)
A A0 A A0 l0
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§ 单晶体的塑性变形
¾弹性变形与塑性变形
¾常温下塑性变形的主要方式:滑移、孪生、扭折。
§ 滑移
(1)滑移现象
9光镜观察到许多相互平行线----
¾将抛光的单晶体试滑移带(无重现性)。
样进行适当塑性变形 9电境观察到滑移带中还有更细的
相互平行线----滑移线。
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图滑移带形成示意图
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§ 滑移
(2) 滑移系
滑移面(密排面)
¾几何要素
滑移方向(密排方向)
¾滑移系= 滑移面+ 滑移方向(滑移面上)。
¾滑移系的个数= 滑移面个数×每个面上所
具有的滑移方向的个数
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图面心立方晶体中的滑移系
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§ 滑移
(2) 滑移系
1)fcc:
{111} × <110>,n=12个。
2)bcc
低温时多为:
{112} × <111>, n=12个;
中温时多为:
{110} × <111>, n=12个;
高温时多为:
{123} × <111>, n=24个。
3)hcp:
当c/,
{0001} × <1120>, n=3个
当c/,
{1010} × <1120>, n=3个
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{1011} × <1120>, n=6个
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§ 滑移
(3)临界分切应力
¾设:
F--轴向拉伸载荷,A--横截面积, φ--滑移面法
线与中心轴线夹角,λ--滑移方向与外力F夹角,
滑移方向上的分切应力ϕτ为:
λ
ϕ
σ
F cosλ F λ
τ= = cos cos = cos cosϕ
A cos A
¾ 当上式中的分切应力达到临界值时,晶面间的
滑移开始,这时F/A应当等于σs,即:
τ s = σ s cosλ cosϕ
τs--临界分切应力 9
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§ 滑移
(3)临界分切应力
τc取决于金属的本性,不受ϕ,λ的影响;
ϕ或λλ=90°时,σs ∞;
ϕ
σs的取值
ϕ,λ=45°时,σs最小,晶体易滑移ϕ;
τs=σscosϕcosλϕ
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cos cos = cos(90−)cos = sin 2ϕ
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软取向:值大;
取向因子:cosϕcosλ
硬取向:值小。
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