金属的塑性概要.ppt

压力柱塞 试样 试验腔室 卡尔曼试验保解仪器的工作部分 高压液体注入孔 3.4.7 应力状态对金属塑性的影响 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 破坏 破坏 压缩程度（％） 1000 2000 3000 4000 5000 破坏 压缩程度（％） 0 1 2 3 4 5 6 7 1000 2000 3000 4000 5000 破坏 卡尔曼试验 NWPU 主要内容 金属的塑性 金属的塑性指标 影响金属塑性的主要因素 提高金属塑性的基本途径 金属的超塑性 金属的塑性及其指标 3.1 金属的塑性 金属在外力作用下发生不可恢复的变形而保持其完整性不被破坏的性质称为金属的塑性。 应力-应变曲线 碳钢标准试件 3.1 金属的塑性 试件在弹性极限范围内的变形将完全恢复到原来的形状。 3.1 金属的塑性 试件变形达到其弹性极限后，如果继续加载，将发生不可恢复的变形，称为塑性变形。 3.1 金属的塑性 对超过弹性极限载荷的金属金属试件卸载，卸载曲线近似于弹性曲线。 3.1 金属的塑性 试件完全卸载后，残留部分不可恢复的变形εP,即塑性变形。 塑性变形 3.2 金属的塑性指标 衡量金属材料塑性好坏的数量指标，称为塑性指标，一般以材料开始破坏时的塑性变形量来表示。 测定塑性指标的实验方法 拉伸实验 镦粗实验 扭转实验 3.2.1 拉伸试验 电子拉伸试验机 标准试件 试件断口 拉伸试验的力学条件与塑性指标 拉伸速度 一般液压机的速度范畴 锻锤变形速度的下限 可确定以下塑性指标： 3.2.2 镦粗试验 3.2.3 扭转试验 材料的塑性指标用试样破断前的扭转角或扭转圈数表示。 材料扭转时的应力状态： 优点： 无颈缩、鼓形 金属塑性变形过程中应力与应变的几种表述方法 3.3.1 标称应力-应变关系 (p134) 定义式： 又称名义应力或条件应力 式中 图1 低碳钢的标称应力-应变曲线 图2 铝合金的标称应力-应变曲线 3.3.2 真实应力-应变曲线 真实应力定义式： 又称真应力 式中 三类真实应力-应变曲线 3.3.3 金属塑性变形真实应力-对数应变曲线的确定 3.3.3 金属塑性变形真实应力-对数应变曲线的确定 均匀变形 存在颈缩 图1 真实应力-对数应变曲线 3.3.4 真实应力-对数应变曲线与标称应力-对数应变曲线的比较 均匀变形 存在颈缩 —— 真实应力-对数应变曲线 —— 标称应力-对数应变曲线 3.3.5 常用的几种真实应力应变关系模型 NWPU 3.3.6 塑性变形应力应变表述小结 应力表述 标称应力（又称名义应力，条件应力 ） 真实应力（又称真应力） 应变表述 相对应变（又称名义应变，工程应变 ） 对数应变（又称自然应变，真实应变，真应变 ） 断面收缩率 影响金属塑性的主要因素 3.4.1 化学成分对金属塑性的影响 碳 : 碳↑－→塑性↓（渗碳体） 杂质: 杂质↑－→塑性↓ 磷－→冷脆性。强度、硬度↑ 塑性↓ 硫－→热脆性。硫化物和共晶体分布晶界，熔点低 氮－→时效脆性、即兰脆。温度↓氮化物析出↑ 氢－→氢脆，间隙固溶体。白点，扩散聚集微缺陷处 氧－→热脆性。氧化物、易溶共晶体分布晶界，熔点低 合金元素: 合金元素加入－→塑性↓－→抗力↑ 一般规律： 金属的塑性主要取决于基体金属。 碳和杂质元素 3.4.2 组织对金属塑性的影响 相结构 晶粒度 铸造组织 3.4.3 温度对金属塑性的影响 一般趋势：温度↑－→塑性↑ 塑 性 -200 200 0 400 600 1000 1200 800 1400 温度/℃ 碳钢的塑性随温度的变化曲线 3.4.4 温度影响金属塑性的机理 发生回复或再结晶； 原子动能增加，位错活动性提高、滑移系增多； 金属的组织、结构发生变化：多相组织→单相组织，或者，对塑性不利的晶格→对塑性有利的晶格； 扩散蠕变机理起作用； 晶间滑移作用增强。 3.4.5 应变速率对金属塑性的影响 该问题比较复杂，有关认识仍待深入。 一般性的机理分析： 1、应变速率↑ →真实应力↑ → 塑性变形不能充分扩展→ 较早地达到断裂阶段→ 塑性↓； 2、应变速率↑ →无足够时间回复或再结晶→ 软化作用↓ →塑性↓； 3、应变速率↑ →温度效应↑ →温度↑ →塑性↑。 3.4.6 应变速率对金属塑性的影响 塑 性 指 标 应变速率 应变速率对塑性的影响的示意曲线 NWPU