材料力学性能课件.pptVIP

第62页，共91页，星期日，2025年，2月5日第63页，共91页，星期日，2025年，2月5日第64页，共91页，星期日，2025年，2月5日四、加工硬化（形变强化）定义：在金属整个变形过程中，当外力超过屈服强度之后，塑性变形并不是像屈服平台那样连续流变下去，而需要不断增加外力才能继续进行，这说明金属有一种阻止继续塑性变形的抗力，这种抗力就是应变硬化性能。第30页，共91页，星期日，2025年，2月5日加工硬化的作用：(1)加工硬化可使金属机件具有一定的抗偶然过载能力，保证机件安全。(2)加工硬化和塑性变形适当配合可使金属均匀塑性变形，保证冷变形工艺顺利实施。（如果没有加工硬化能力，任何冷加工成型的工艺都是无法进行。）(3)可降低塑性，改善低碳钢的切削加工性能。第31页，共91页，星期日，2025年，2月5日加工硬化指数可以反映金属材料抵抗继续塑性变形的能力。第32页，共91页，星期日，2025年，2月5日五、缩颈现象和抗拉强度（一）定义缩颈是金属等韧性材料在拉伸试验时变形集中于局部区域的特殊现象，这是应变硬化与截面减小共同作用的结果。（二）缩颈判据第33页，共91页，星期日，2025年，2月5日第34页，共91页，星期日，2025年，2月5日抗拉强度定义：拉伸试验时试样拉断过程中最大试验力所对应的应力。实际意义：(1)标志塑性金属材料的实际承载能力；(2)一定场合下抗拉强度可作为设计依据；(3)抗拉强度的高低由屈服强度和应变硬化指数来决定。第35页，共91页，星期日，2025年，2月5日六、塑性度量（一）塑性与塑性指标塑性定义：指金属材料断裂前发生不可逆永久（塑性）变形的能力。第36页，共91页，星期日，2025年，2月5日第37页，共91页，星期日，2025年，2月5日（二）塑性的意义与影响因素对机件来讲，都要求材料具有一定的塑性，以防止机件偶然过载时产生突然破坏。影响因素：1.溶质元素会降低铁素体的塑性；2.钢的塑性受碳化物体积比以及形状的影响；3.细化颗粒可使材料的塑性增加。第38页，共91页，星期日，2025年，2月5日第四节金属的断裂一、断裂的类型根据断裂前塑性变化大小分类：（一）韧性断裂和脆性断裂韧性断裂：指金属断裂前产生明显的宏观塑性变形的断裂，这种断裂有一个缓慢的撕裂过程，在裂纹扩展过程中不断消耗能量。磨损、腐蚀、断裂是机件的三种主要失效形式。裂纹过程包括：裂纹形式与扩展。第39页，共91页，星期日，2025年，2月5日中、低强度钢的光滑圆柱试样在室温下的静拉伸断裂是典型的韧性断裂。第40页，共91页，星期日，2025年，2月5日韧性断裂的宏观断口同时具有上述三个区域，而脆性断口纤维区很小，剪切唇几乎没有。脆性断裂是突然发生的断裂，断裂前基本上不发生塑性变形，没有明显征兆，因此危害性很大。脆性断裂的断裂面一般与正应力垂直，断口平齐而光亮，常呈放射状或结晶状。板状矩形拉伸试样断口呈人字纹花样。第41页，共91页，星期日，2025年，2月5日按裂纹扩展的途径分类：（二）穿晶断裂与沿晶断裂多晶金属断裂时，裂纹扩展的路径可能不同，穿晶断裂的裂纹穿过晶体内，而沿晶断裂的裂纹沿晶界扩展。第42页，共91页，星期日，2025年，2月5日根据断裂机理分类：（三）纯剪切断裂与微孔聚集型断裂、解理断裂(1)剪切断裂：金属材料在切应力的作用下，沿滑移面分离而造成的滑移面分离断裂；包括滑断（纯剪切断裂）和微孔聚集型断裂。第43页，共91页，星期日，2025年，2月5日微孔聚集型断裂是通过微孔成核、长大聚合而导致材料分离。(2)解理断裂：是指金属材料在一定条件下（如低温），当外加正压力达到一定数值后，以极快速率沿一定晶体学平面产生的穿晶断裂；由于与大理石的断裂相似，所以称这种晶体学平面为解理面。第44页，共91页，星期日，2025年，2月5日根据断裂面的取向分类：如果断裂面取向垂直于最大正应力，为正断型断裂；如果断裂面取向与最大切应力方向一致，而与最大正应力方向成45度角，为切断型断裂。第45页，共91页，星期日，2025年，2月5日第46页，共91页，星期日，2025年，2月5日第47页，共91页，星期日，2025年，2月5日二、解理断裂的微观断口特征关于断裂机理的三种理论：1.甄纳-斯特罗位错塞积理论2.柯垂耳位错反应理论3.史密斯理论第48页，共91页，星期日，2025年，2月5日1.解理断裂解理断裂是沿特定界面发生的脆性穿晶断裂，断裂断口是由许多大致相当于晶粒大小的解理面集合而成；