材料力学性能第一章幻灯片.pptVIP

当应变为一个单位时，弹性模量即等于弹性应力，即弹性模量是产生100％弹性变形所需的应力。这个定义对金属而言是没有任何意义的，因为金属材料所能产生的弹性变形量是很小的。 1.3.1 塑性变形方式及特点 1.3.2 屈服现象和屈服点(屈服强度) 1.3.3 影响屈服强度的因素 1.3.4 应变硬化(形变强化) 1.3.5 缩颈现象和抗拉强度 1.3.6 塑性 1.3.7 静力韧度 1. 各晶粒变形的不同时性和不均匀性 研究指出，屈服现象与下述三个因素有关: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住，如钢中的位错为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 位错运动速率与外加应力有强烈依存关系。 金属材料一般是多晶体合金，往往具有多相组织，因此，讨论影响屈服强度的因素，必须注意以下三点： ① 屈服变形是位错增殖和运动的结果，凡影响位错增殖和运动的各种因素必然要影响屈服强度； ② 实际金属材料的力学行为是由许多晶粒综合作用的结果，因此，要考虑晶界、相邻晶粒的约束、材料的化学成分以及第二相的影响； ③ 各种外界因素通过影响位错运动而影响屈服强度。 1.塑性与塑性指标 塑性是指金属材料断裂前发生不可逆永久 (塑性) 变形的能力。 金属材料断裂前所产生的塑性变形由均匀塑性变形和集中塑性变形两部分构成。 金属材料常用的塑性指标为断后伸长率和断面收缩率。 2.塑性的意义和影响因素 虽然金属的塑性指标通常并不能直接用于机件的设计，但塑性大小能反映材料冶金质量的好坏，故可用以评定材料质量。 金属材料的塑性常与其强度性能有关。 1.4.1 断裂的类型 1.4.2 解理断裂 1.4.3 微孔聚集断裂 1.4.4 断裂强度 1.4.5 断裂理论的应用 1. 韧性断裂与脆性断裂 2. 穿晶断裂与沿晶断裂 3. 纯剪切断裂与微孔聚集型断裂、解理断裂 人们曾经根据原子间结合力 推导出晶体在切应力作用下，两 原子面作相对刚性滑移时所需的 理论切应力，即理论切变强度。 结果表明，理论切变强度与切变 模量差一定数量级。 同样的办法我们也可以推导 出在外加正应力作用下，将晶体 的两个原子面沿垂直于外力方向 拉断所需的应力，即理论断裂强 度，粗略计算表明，理论断裂强 度与杨氏模量也差一定数量级。 2. 断裂强度的裂纹理论（格雷菲斯裂纹理论） 为了解释玻璃、陶瓷等脆性材料断裂 强度的理论值和实际值的巨大差异，格雷 菲斯(A．A.Griffith)在1921年提出此理论。 他根据能量平衡原理计算出裂纹自动 扩展时的应力值，即计算了裂纹体的强度。 如图（1－34）。 断后伸长率: 断后伸长率是试样拉断后标距的伸长与原始标距的百分比，用δ表示 式中 ——试样原始标距长度 ; ——试样断裂后的标距长度。 断面收缩率: 断面收缩率是试样拉断后，缩颈处横截面积的最大缩减量与原始横截面积的百分比，用符号ψ表示 式中 ——试样原始横截面积; ——缩颈处最小横截面积。 1.3.6 塑性 第三节 塑性变形 第四节 金属的断裂 磨损、腐蚀和断裂是机件的三种主要失效形式，其中以断裂的危害最大。 1.4.1 断裂的类型 第四节 金属的断裂 1. 按照断裂前变形的程度分为韧性断裂和脆性断裂。 韧性断裂：断裂前发生明显的塑性变形，用肉眼或低倍显微镜观察时，断 口呈暗灰色，纤维状。有预兆，一般不发生严重事故。 脆性断裂：是一种突然发生的断裂，断裂前基本上不发生塑性变形，没有 明显的征兆，危害大。断口平齐而光亮，并垂直于外加的正应力 脆性断裂前也发生微量塑性变形，一般规定??5%，为脆性断口； ??5%，为韧性断口。 2. 按照裂纹扩展的途径分为穿晶断裂和沿晶断裂。 穿晶断裂：裂纹穿过晶粒内部扩展， 可以是韧性的，也可是脆性的； 沿晶断裂：裂纹沿晶界扩展，多属于 脆性的。随温度升高，多数金属都由 穿晶断裂转化为沿晶断裂。 1.4.1 断裂的类