力學性能試驗包括哪些拉伸力學試驗相關問題

———力學性能試驗包括哪些拉伸力學試驗相關問題

力學性能試驗一般有拉伸試驗、扭轉試驗、壓縮試驗、沖擊試驗、硬度試驗、應力松弛試驗、疲勞試驗等。拉伸試驗是指在承受軸向拉伸載荷下測定材料特性的試驗方法。利用拉伸試驗得到的數(shù)據(jù)可以確定材料的彈性極限、伸長率、彈性模量、比例極限、面積縮減量、拉伸強度、屈服點、屈服強度和其它拉伸性能指標。低碳鋼的應力－應變曲線

a、拉伸過程的變形：

彈性變形，屈服變形，加工硬化（均勻塑性變形），不均勻集中塑性變形。

b、相關公式：

工程應力=F/A0；工程應變=L/L0；比例極限P；彈性極限；屈服點S；抗拉強度b；斷裂強度k。

真應變e=ln(L/L0)=ln(1+)；真應力s=(1+)=e指數(shù)e為真應變。

c、相關理論：

真應變總是小于工程應變，且變形量越大，二者差距越大；真應力大于工程應力。

彈性變形階段，真應力真應變曲線和應力應變曲線基本吻合；塑性變形階段兩者出線顯著差異。關于彈性變形的問題

a、相關概念

彈性：表征材料彈性變形的能力

剛度：表征材料彈性變形的抗力

彈性模量：反映彈性變形應力和應變關系的常數(shù)，E=/；工程上也稱剛度，表征材料對彈性變形的抗力。

彈性比功：稱彈性比能或應變比能，是材料在彈性變形過程中吸收變形功的能力，評價材料彈性的好壞。

包申格效應：金屬材料經(jīng)預先加載產(chǎn)生少量塑性變形，再同向加載，規(guī)定殘余伸長應力增加；反向加載，規(guī)定殘余伸長應力降低的現(xiàn)象。

滯彈性：（彈性后效）是指材料在快速加載或卸載后，隨時間的延長而產(chǎn)生的附加彈性應變的性能。

彈性滯后環(huán)：非理想彈性的情況下，由于應力和應變不同步，使加載線與卸載線不重合而形成一封閉回線。

金屬材料在交變載荷作用下吸收不可逆變形功的能力，稱為金屬的循環(huán)韌性，也叫內(nèi)耗

b、相關理論：

彈性變形都是可逆的。

理想彈性變形具有單值性、可逆性，瞬時性。但由于實際金屬為多晶體并存在各種缺陷，彈性變形時，并不是完整的。

彈性變形本質是構成材料的原子或離子或分子自平衡位置產(chǎn)生可逆變形的反映

單晶體和多晶體金屬的彈性模量，主要取決于金屬原子本性和晶體類型。

包申格效應；滯彈性；偽彈性；粘彈性。

包申格效應消除方法：預先大塑性變形，回復或再結晶溫度下退火。

循環(huán)韌性表示材料的消震能力。關于塑形變形的問題

a、相關概念

滑移：滑移系越多，塑性越好；滑移系不是唯一因素（晶格阻力等因素）；滑移面受溫度、成分和變形的影響；滑移方向比較穩(wěn)定

孿生：fcc、bcc、hcp都能以孿生產(chǎn)生塑性變形；一般在低溫、高速條件下發(fā)生；變形量小，調整滑移面的方向

屈服現(xiàn)象：退火、正火、調質的中、低碳鋼和低合金鋼比較常見，分為不連續(xù)屈服和連續(xù)屈服；

屈服點：材料在拉伸屈服時對應的應力值，s；

上屈服點：試樣發(fā)生屈服而力首次下降前的最大應力值，su；

下屈服點：試樣屈服階段中最小應力，sl；

屈服平臺（屈服齒）：屈服伸長對應的水平線段或者曲折線段；

呂德斯帶：不均勻變形；對于沖壓件，不容許出現(xiàn)，防止產(chǎn)生褶皺。

屈服強度：表征材料對微量塑性變形的抗力

連續(xù)屈服曲線的屈服強度：用規(guī)定微量塑性伸長應力表征材料對微量塑性變形的抗力

（1）規(guī)定非比例伸長應力p：

（2）規(guī)定殘余伸長應力r：試樣卸除拉伸力后，其標距部分的殘余伸長達到規(guī)定的原始標距百分比時的應力；殘余伸長的百分比為0.2%時，記為r0.2

（3）規(guī)定總伸長應力t：試樣標距部分的總伸長（彈性伸長加塑性伸長）達到規(guī)定的原始標距百分比時的應力。

晶格阻力（派納力）；位錯交互作用阻力

Hollomon公式：S=Ken，S為真應力，e為真應變；n硬化指數(shù)0.1~0.5，n=1,完全理想彈性體，n=0，沒有硬化能力；K硬化系數(shù)

縮頸是：韌性金屬材料在拉伸試驗時變形集中于局部區(qū)域的特殊現(xiàn)象。

抗拉強度：韌性金屬試樣拉斷過程中最大試驗力所對應的應力。代表金屬材料所能承受的最大拉伸應力，表征金屬材料對最大均勻塑性變形的抗力。與應變硬化指數(shù)和應變硬化系數(shù)有關。等于最大拉應力比上原始橫截面積。

塑性是指金屬材料斷裂前發(fā)生不可逆永久（塑性）變形的能力。

b、相關理論

常見的塑性變形方式：滑移，孿生，晶界的滑動，擴散性蠕變。

塑性變形的特點：各晶粒變形的不同時性和不均勻性（取向不同；各晶粒力學性能的差異）；各晶粒變形的相互協(xié)調性（金屬是一個連續(xù)的整體，多系滑移；VonMises至少5個的滑移系）。

硬化指數(shù)的測定：①試驗方法；②作圖法lgS=lgK+nlge

硬化指數(shù)的影響因素：與層錯能有關,層錯能下降，硬化指數(shù)升高；對金屬材料的冷熱變形也十分敏感；與應變硬化速率并不相等。

縮頸的判據(jù)（