第六章塑变及断裂.ppt

低碳钢应力—应变曲线 ┕ 典型性 ② 抗拉强度：材料在断裂前所承受的最大应力值(σb ),Mpa. — 产生最大均匀塑性变形的抗力。 — 存在颈缩现象，即不均匀塑性变形。 注意： 塑性变形中: σs σ σb 工程设计中： 塑性材料：选σs或σ0.2作为极限应力σ0 工作应力σ≤许用应力[σ]＝σ0/n 安全系数 n = 1.5~2 ⑵ 塑性 ① 伸长率（δ)：试样拉断后标距的增长量与原始标距长度之比。 δ= [(L断后-L原始)/ L原始]×%=(ΔL / L0 )×% ② 断面收缩率(ψ)：试样拉断处横截面积的缩减量与原始横截面积之比。 ψ=(A原始- A断后)/ A原始×%=ΔA/A0 ×% ⑶ 弹性模量与刚度 σ=E·ε；τ=G·γ；----弹性模量/切变模量 意义： ① 拉伸曲线上直线部分的斜率； ② 弹性变形难易（E、G越大，越不易变形）； ③ 对组织不敏感，取决于原子间结合力、材料种类、晶格常数、原子间距； 刚度： 拉伸件刚度表示：Ao·E ——表示弹性变形难易 Ao ——拉伸件截面积 Ao·E↑，弹性变形越小。 §6-2 单晶体的塑性变形 塑性变形研究思路： ① 基本单元——单晶体变形特性 ② 晶界影响——多晶体变形特性 ③ 相界——合金变形特性 塑性变形方式：滑移（主要在常温和低温下）和孪生 滑移线与滑移带——均为塑变后晶体表面产生的滑移台阶，只是大小不同而已。 3 滑移系及滑移系数目的实际意义 ② 面心立方 (f.c.c) （3）滑移系数目的实际意义 ① 滑移系数目愈多，塑性愈好； ② 滑移系数相同时，滑移方向多者塑性较好 塑性排序：f.c.c（3个）＞b.c.c（2个）＞h.c.p 4 滑移特点 ⑴ 发生在最密排晶面（右图Ⅰ） 滑移方向为最密排晶向 临界分切应力(τK)： 使滑移系开动的最小分切应力。 τk 的影响因素： ① 取决于金属本性(晶体结构、纯度、加工状态、试验温度与加载速度等)，而与外力和取向无关。 ② 组织敏感参数：金属不纯，变形速度愈大，变形温度愈低，τk愈大。 ⑶ 滑移两部分相对移动的距离是原子间距的整数倍（柏氏矢量），滑移后滑移面两边的晶体位向仍保持一致。 交滑移：两个或多个相交滑移面同时沿一个滑移方向进行的滑移。交滑移时滑移带会出现曲折或波纹状。 ——位错学说 位错学说： ① 晶体内部存在某类缺陷——位错 ② 晶体塑性变形依靠位错的逐步运动进行的 ⑵ 滑移过程中存在位错增殖 背景: 退火态ρ位错≈1010 m-2； 冷变形: ρ位错≈1015~1016 m-2； ┕ 位错增殖学说 ① 不在同一滑移面上的位错相遇产生割阶→运行阻力↑→位错之间互为阻力。 └ ρ位错↑↑，是σ、HB↑ 的主要原因 ? 孪生 晶体在切应力下,其一部分沿一定的晶面（孪生面）和晶向（孪 生方向）相对于另一部分作均匀切变。 —发生孪生的区域称为孪晶带。 —滑移系较少的HCP金属Cd,Zn,Mg等比较容易出现孪生变形， 金属性较弱的Bi,Sb等菱方晶体，几乎全部是孪生方式进行塑性变形。 2 孪生的特点 ① 孪生前后变形部分晶体位向改变，两部分之间以孪生面为镜面对称。 ② 切变区域内与孪晶面平行的每层原子的切变量与它距孪生面(基面)的距离呈正比，相邻原子间的相对位移为原子间距的分数倍（1/3倍原子间距）。 ③ 也存在临界分切应力：τ孪τ滑（只有在滑移很难进行时发生，如HCP滑移系少，对称性低) ④ 变形速度极快，引起冲击波，发出声响，且变形量小。 2 变形速度 —τ滑 τ孪 , 滑移系数目足够时→ 滑移 —f.c.c：滑移；极低温例外(位错被钉扎) — b.c.c：滑移为主；冲击或低温时例外 — h.c.p：孪生 §6-3 多晶体的塑性变形 ⑴ 单个晶粒与单晶体一致； ⑵ 各晶粒的变形具有不同时性：分批、逐次。 原因：各晶粒取向不同 小结 ?金属变形的特性 弹性、塑性、断裂 ?单晶体的塑性变形方式 滑移和孪生 滑移带 滑移系 ?滑移的特点 滑移系是密排滑移晶面和密排晶向、存在临界分切应力、滑移距离为原子间距整数倍、晶体旋转与转