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第5章 材料的形变和再结晶

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a 点 ： 比例极限σp, 它是应力与应 比例极限σ 变成正比例的最大极限。 σ=Eε 变成正比例的最大极限 。 即胡克定律。 即胡克定律。 e 点 ： 弹性极限σe , ae段应力与 弹性极限σ ae段应力与 应变不再保持正比关系， 但在外 应变不再保持正比关系 ， 力撤除后变形仍可完全消除。 力撤除后变形仍可完全消除。 s 点 ： 屈服极限σs , 在屈服阶段 屈服极限 σ 应力不变而应变不断增加， 这种 应力不变而应变不断增加 ， 现象叫屈服。 现象叫屈服。 b 点 ： 强度极限σb , 让试件继续 强度极限 σ 变形，必须继续加载，最高点(b 变形， 必须继续加载， 最高点( 点)所对应的应力。 所对应的应力。 k点：应力达到强度极限后，试件 应力达到强度极限后， 局部发生剧烈收缩的现象， 称为 局部发生剧烈收缩的现象 ， 颈缩。 颈缩。

重要的强度指标

σp

a

低碳钢在单向拉伸时的应力-应变曲线

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工程上具有重要意义的强度指标弹性极限σ 弹性极限σe 屈服极限(屈服强度) 屈服极限(屈服强度)σs 强度极限(抗拉强度) 强度极限(抗拉强度)σb 材料在受力时总是先 发 生 弹 性变 形 ，即弹 性 变 形 是塑 性 变形的 先 行 阶 段， 而 且在塑 性 变 形 中还 伴 随着一 定的弹性变形。

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5.1 弹性变形5.1.1 弹性变形的本质

定义： 定义： 外力去除后能够完全恢复的那部分变形。 外力去除后能够完全恢复的那部分变形。 从原子间结合力的角度来了解它的物理本质。

当原子受力后将偏离其平衡位置，原子 间距增大时将产生引力；原子间距减小 时将产生斥力。这样，外力去除后，原 子都会恢复其原始位置。 弹性变形

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5.1.2 弹性变形的特征和弹性模量

普弹性(应变都是瞬时达到其平衡值)晶体发生弹性变形时.应力与应变成线性关系，去掉外力，应变完全消 失，晶体恢复到未变形状态。弹性变形阶段应力与应变服从虎克定律。杨氏模量(弹性模量) 正应力

正应变

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弹性变形的主要特征是：并恢复原状。 并恢复原状。(1) 理想的弹性变形是可逆变形，加载时变形，卸载时变形消失 理想的弹性变形是可逆变形，加载时变形，

金属、陶瓷和部分高分子材料不论是加载或卸载时， (2) 金属、陶瓷和部分高分子材料不论是加载或卸载时，只要在 弹性变形范围内，其应力与应变之间都保持单值线性函数关系， 弹性变形范围内，其应力与应变之间都保持单值线性函数关系， 即服从虎克(Hooke)定律。 即服从虎克(Hooke)定律。 弹性变形量随材料的不同而异。 (3) 弹性变形量随材料的不同而异。

工程上，弹性模量是材料刚度

的度量。在外力相同 的情况下，材料的 E 越大，刚度越大，材料发生的弹 性变形量就越小。

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滞弹性(考虑时间的作用，应变滞后应力) 考虑时间的作用，应变滞后应力)

一些实际晶体，在加载或卸载时， 一些实际晶体 ， 在加载或卸载时 ， 应变不是瞬时达到其平衡 而是通过一种弛豫过程来完成其变化的。这种在弹性极限σ 值，而是通过一种弛豫过程来完成其变化的。这种在弹性极限σe 范围内，应变滞后于外加应力， 范围内 ， 应变滞后于外加应力 ， 并和时间有关的现象称为滞弹 性或弹性后效。 性或弹性后效。

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黏弹性黏性流动：非晶态固体和液体在很小外力作用下便会发生没有 确定形状的流变，并且在外力去除后，形变不能回复。 所谓黏弹性，是指材料不但具有弹性材料的一般特征，同时还 具有黏性流体的一些特征。理想弹性固体服从虎克定律，即应 力正比于应变；而理想黏性流体服从牛顿定律，即应力正比于 应变速率。这是两种极端的情况，实际材料的行为往往偏离这 两个定律。在外力作用下，材料的应力可以同时依赖于应变和 应变速率，也就是兼有固体的弹性和液态的粘性两者特征.因 此称作材料的黏弹性。

黏弹性变形具有弹性变形和黏性变形的两方面特征。 黏弹性变形具有弹性变形和黏性变形的两方面特征。 黏弹性是高分子的重要力学特性之一。 黏弹性是高分子的重要力学特性之一。

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5.2 晶体的塑性变形塑性变形：材料在外力作用下发生永久变形而不被破坏的能力。 塑性变形：材料在外力作用下发生永久变形而不被破坏的能力。

5.2.1 单晶体的塑性变形金属的塑性变形主要通过滑移方式进行，此外还有孪生与扭折。

a. 滑移线与滑移带将表面经磨制抛光的金属试样进行适当的塑性变形，然后作显微观察。在抛 光的表面出现许多明显的滑移变形的痕迹，称为滑移带 滑移带。若用电子显微镜观 滑移带 察，发现每条滑移带均由许多聚集在一起的相互平行的滑移线所组成。滑移 线实际上是晶体表面产生的一个个滑移台阶造成的。

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b. 滑移系 滑移时，滑移面与滑移方向并不是任意的。 滑移面应是面间距最大的密排面，滑移方向是原子的最密排 方向，此时滑移阻 …… 此处隐藏：1472字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……