文档介绍：《材料性能学》
付华
石家庄铁道大学
7/21/2017
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第2章材料的塑性变形
. 材料的塑性变形机理
金属与陶瓷晶体的塑性变形机理
陶瓷材料的塑性变形特点
高分子材料的塑性变形
冷变形金属的回复与再结晶
塑性变形对材料性能的影响
冷变形金属的回复与再结晶
材料的热加工与冷加工
塑性变形的力学性能指标
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力学性能指标
2类力学性能指标
材料的强度指标;
材料的塑形指标
表征材料对塑性变形和断裂抗力。
表征材料塑性变形能力。
屈服强度
抗拉强度
断裂强度
延伸率
断面收缩率
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屈服强度
一、屈服强度的表示及工程意义
屈服:材料由弹性变形向弹-塑性变形过渡的明显标志。
σs:材料抵抗起始(或微量)塑变的能力。
屈服强度的表示:
有屈服平台:下屈服点σsl;
无明显屈服:
人为确定----条件屈服强度。
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规定残余伸长应力σr:
卸除拉力后,%, %, % 残余伸长
------,, 。
规定总伸长应力σt :
标距部分的总长,。
加载过程中易自动测量。
条件屈服强度:
(不计测量方法)
屈服强度
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σs的工程意义:
①不允许过量塑变的设计与选材依据;
σs 不是越高越好,
视具体形状、尺寸、
服役条件而定。
屈服强度
②σs/σb 高:
有利:充分发挥高强度,减轻机件质量。
不利:塑变抗力高,局部应力集中处
不易通过塑变缓解---突然脆断。
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二、影响屈服强度的因素
σs 的产生机理:(难点)
①材料在变形前可动位错密度很小,或虽有大量位错但被钉扎(杂质原子或第二相质点)。
1957年,Gilman和Johnston提出金属材料屈服的三个条件:
②随塑性变形的发生,位错能
快速增殖,即可动位错急速增加。
屈服强度
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③位错运动速率与外加切应力有强烈依存关系:
τ----沿滑移面上的切应力。
τ0----位错以单位速率运动所需的切
应力。
m′----位错运动速率应力敏感指数。
标志位错速度对应力的敏感性。
屈服强度
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解释:
材料的宏观塑性应变速率(试验机夹头移动速率)与可动位错密度ρ、位错运动速率
及柏氏矢量 b成正比。
变形前可动位错密度ρ较小,为了满足一定的塑性变形应变速率的要求,必须增大位错运动速率,需要有较高应力τ,是上屈服点的由来。
屈服强度
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塑性变形一旦发生,位错大量增殖,位错密度ρ增加:
另一方面,位错间相互作用增强,位错缠结;
这2方面的原因使位错运动速率
下降,相应的应力突然降低,产生
屈服降落平台。
屈服强度
一方面,要保持一定的塑性应变速率;
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