第三章塑性變形

第三章塑性變形第一頁(yè)，共一百二十五頁(yè)，編輯于2023年，星期四3.1金屬材料塑性變形機(jī)制與特點(diǎn)塑性變形是永久性變形。常溫或低溫下，單晶體的塑性變形主要有滑移、孿生，還有扭折。滑移是晶體在切應(yīng)力作用下沿一定的晶面和晶向進(jìn)行切變的過(guò)程，如面心立方結(jié)構(gòu)的（111）面[101]方向等?；葡到y(tǒng)越多，材料的塑性越大。第二頁(yè)，共一百二十五頁(yè)，編輯于2023年，星期四(1)滑移的顯微觀察由大量位錯(cuò)移動(dòng)而導(dǎo)致晶體的一部分相對(duì)于另一部分，沿著一定晶面和晶向作相對(duì)的移動(dòng)，即晶體塑性變形的滑移機(jī)制。右下圖銅中的滑移帶（×500）第三頁(yè)，共一百二十五頁(yè)，編輯于2023年，星期四（2）滑移線和滑移帶滑移帶（slipband）是由一系列相互平行更細(xì)的線組成的。這些線為滑移線（slipline）?；凭€實(shí)際上是在晶體表面產(chǎn)生的小臺(tái)階。下圖滑移線和滑移帶示意圖第四頁(yè)，共一百二十五頁(yè)，編輯于2023年，星期四（3）滑移系

滑移是沿著特定的晶面(稱為滑移面slipplane)和晶向(稱為滑移方向slipdirection)上運(yùn)動(dòng)。一個(gè)滑移面和其上的一個(gè)滑移方向組成一個(gè)滑移系（slipsystem）?；葡当硎揪w在進(jìn)行滑移時(shí)可能采取的空間取向?；葡档膫€(gè)數(shù)=(滑移面?zhèn)€數(shù)）×（每個(gè)面上所具有的滑移方向的個(gè)數(shù)）第五頁(yè)，共一百二十五頁(yè)，編輯于2023年，星期四結(jié)論:①滑移與滑移面密排程度和滑移方向個(gè)數(shù)有關(guān)；滑移面和滑移方向往往是金屬晶體中原子排列的最密排面和最密排晶向。②滑移系主要與晶體結(jié)構(gòu)有關(guān)。每一種晶格類型的金屬都有特定的滑移系，且滑移系數(shù)量不同。晶體結(jié)構(gòu)不同，滑移系不同；一般晶體中滑移系越多，滑移越容易進(jìn)行，塑性越好。與同時(shí)開動(dòng)滑移系數(shù)目有關(guān)（k）第六頁(yè)，共一百二十五頁(yè)，編輯于2023年，星期四（4）滑移的臨界分切應(yīng)力（τk）

能使晶體滑移的力是外力在滑移系上的分切應(yīng)力。通常把給定滑移系上開始產(chǎn)生滑移所需分切應(yīng)力稱為滑移的臨界分切應(yīng)力（criticalresolvedshearstress）。第七頁(yè)，共一百二十五頁(yè)，編輯于2023年，星期四三種常見(jiàn)金屬晶體結(jié)構(gòu)的滑移系第八頁(yè)，共一百二十五頁(yè)，編輯于2023年，星期四（5）滑移時(shí)晶體的轉(zhuǎn)動(dòng)

隨著滑移的進(jìn)行，晶體的取向發(fā)生改變的現(xiàn)象稱為晶體的轉(zhuǎn)動(dòng)。對(duì)于密排六方結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)，這種現(xiàn)象尤為明顯。拉伸時(shí)，滑移面和滑移方向逐漸趨于平行于拉伸軸線方向。壓縮時(shí)，滑移面逐漸趨于與壓力軸線方向垂直。

滑移時(shí)不僅滑移面發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)，而滑移方向也逐漸改變，滑移面上的分切應(yīng)力也隨之改變。φ=45o時(shí)分切應(yīng)力最大。

第九頁(yè)，共一百二十五頁(yè)，編輯于2023年，星期四經(jīng)滑移轉(zhuǎn)動(dòng)后，若φ角趨近于45o，則分切應(yīng)力逐漸增大，滑移越來(lái)越容易，稱為幾何軟化(geometricalsoftening)；若φ角遠(yuǎn)離45o，則滑移越來(lái)越困難，稱為幾何硬化(geometricalhardening)。第十頁(yè)，共一百二十五頁(yè)，編輯于2023年，星期四

（6）多系滑移

等效滑移系：各滑移系的滑移面和滑移方向與力軸夾角分別相等的一組滑移系。單滑移：只有一個(gè)特定的滑移系處于最有利的位置而優(yōu)先開動(dòng)時(shí)，形成單滑移。多滑移：由于變形時(shí)晶體轉(zhuǎn)動(dòng)的結(jié)果，有兩組或幾組滑移面同時(shí)轉(zhuǎn)到有利位向。第十一頁(yè)，共一百二十五頁(yè)，編輯于2023年，星期四交滑移（cross-slip）：指兩個(gè)或多個(gè)滑移面共同沿著一個(gè)滑移方向的滑移。交滑移的實(shí)質(zhì)是螺位錯(cuò)在不改變滑移方向的情況下，從一個(gè)滑移滑到交線處，轉(zhuǎn)到另一個(gè)滑移面的過(guò)程。

第十二頁(yè)，共一百二十五頁(yè)，編輯于2023年，星期四滑移的表面痕跡

單滑移：?jiǎn)我环较虻幕茙В?/p>

多滑移：相互交叉的滑移帶；

交滑移：波紋狀的滑移帶。第十三頁(yè)，共一百二十五頁(yè)，編輯于2023年，星期四孿生是發(fā)生在金屬晶體內(nèi)局部區(qū)域的一個(gè)切變過(guò)程，切變區(qū)域?qū)挾容^小，切變后形成的變形區(qū)的晶體取向與未變形區(qū)成鏡面對(duì)稱關(guān)系，點(diǎn)陣類型相同。第十四頁(yè)，共一百二十五頁(yè)，編輯于2023年，星期四(1)孿生變形：是在切應(yīng)力作用下，晶體的一部分沿一定晶面(孿晶面：twiningplane)和一定方向(孿生方向；twiningdirection)相對(duì)于另一部分作均勻的切變（協(xié)同位移）所產(chǎn)生的變形。但是不同的層原子移動(dòng)的距離也不同。變形與未變形的兩部分晶構(gòu)成鏡面對(duì)稱,合稱為孿晶（twin）。均勻切變區(qū)與未切變區(qū)的分界面稱為孿晶界。第十五頁(yè)，共一百二十五頁(yè)，編輯于2023年，星期四FCC晶體孿生變形FCC晶體的孿生面是（111），孿生方向是[112]。圖2是FCC晶體孿生示意圖。fcc中孿生時(shí)每層晶面的位移是借助于一個(gè)不全位錯(cuò)（b=a/6[112]）的移動(dòng)造成的，各層晶面的位移量與其距孿晶面的距離成正比。孿晶在顯微鏡下觀察呈帶狀或透鏡狀。每層（111）面的原子都相對(duì)于鄰層（111）晶面在[112]方向移動(dòng)了此晶向原子間距的一個(gè)分?jǐn)?shù)值。第十六頁(yè)，共一百二十五頁(yè)，編輯于2023年，星期四右圖2中帶淺咖啡色的部分為原子移動(dòng)后形成的孿晶?？梢钥闯?，孿晶與未變形的基體間以孿晶面為對(duì)稱面成鏡面對(duì)稱關(guān)系。如把孿晶以孿晶面上的[112]為軸旋轉(zhuǎn)180度，孿晶將與基體重合。其他晶體結(jié)構(gòu)也存在孿生關(guān)系，但各有其孿晶面和孿晶方向。第十七頁(yè)，共一百二十五頁(yè)，編輯于2023年，星期四銅中的變形孿晶鋅中的變形孿晶第十八頁(yè)，共一百二十五頁(yè)，編輯于2023年，星期四第十九頁(yè)，共一百二十五頁(yè)，編輯于2023年，星期四(2)孿生的特點(diǎn)

①孿生變形是在切應(yīng)力作用下發(fā)生的，并通常出現(xiàn)于滑移受阻的應(yīng)力集中區(qū)。因此孿生的τk比滑移大得多。hcp中常以孿生方式變形，bcc中在沖擊或低溫也可能借助于孿生變形，fcc中一般不發(fā)生孿生變形。②孿生是一部分晶體沿孿晶面相對(duì)于另一部分晶體作均勻切變。而滑移是不均勻的。③孿生的兩部分晶體的位向不同，形成鏡面對(duì)稱的位向關(guān)系。而滑移后晶體各部分的位向并未改變。第二十頁(yè)，共一百二十五頁(yè)，編輯于2023年，星期四④孿生對(duì)塑性變形的貢獻(xiàn)比滑移小得多。但孿生能改變晶體取向，使滑移轉(zhuǎn)到有利位置。⑤由于孿生變形后，局部切變可達(dá)較大數(shù)量，所以在變形試樣的拋光面上可以看到浮凸，經(jīng)重新拋光后，表面浮凸可以去掉，但因已變形區(qū)和未變形區(qū)的晶體位向不同，所以在偏光下或侵蝕后有明顯的襯度，仍能看到孿晶。而滑移變形后的試樣經(jīng)拋光后滑移帶消失。形變孿晶常見(jiàn)于密排六方和體心立方晶體（密排六方金屬很容易產(chǎn)生孿生變形），面心立方晶體中很難發(fā)生孿生。第二十一頁(yè)，共一百二十五頁(yè)，編輯于2023年，星期四(3)孿晶的類型及形成

按孿晶（twin）形成原因可將孿晶分為：變形孿晶（deformationtwinning）、生長(zhǎng)孿晶、退火孿晶

①變形孿晶(機(jī)械孿晶)：機(jī)械變形產(chǎn)生的孿晶。特征：透鏡狀或片狀。其形成通過(guò)形核和長(zhǎng)大兩個(gè)階段生產(chǎn)。形核是在晶體變形時(shí)以極快速度爆發(fā)出薄片孿晶；生長(zhǎng)是通過(guò)孿晶界的擴(kuò)展使孿晶增寬。孿生變形在σ—ε曲線上表現(xiàn)為鋸齒狀變化，如下圖。孿生變形與晶體結(jié)構(gòu)類型有關(guān)。hcp中易發(fā)生，fcc一般不易發(fā)生，但在極低溫度下才會(huì)產(chǎn)生。②生長(zhǎng)孿晶：晶體自氣態(tài)，液態(tài)，或固體中長(zhǎng)大時(shí)形成的孿晶。③退火孿晶：形變金屬在其再結(jié)晶過(guò)程中形成的孿晶。第二十二頁(yè)，共一百二十五頁(yè)，編輯于2023年，星期四孿生對(duì)塑變的直接貢獻(xiàn)比滑移小得多；孿生改變晶體的位向，使硬位向的滑移系轉(zhuǎn)到軟位向，激發(fā)晶體的進(jìn)一步滑移，對(duì)滑移系少的密排六方金屬尤其重要。第二十三頁(yè)，共一百二十五頁(yè)，編輯于2023年，星期四孿生和滑移的區(qū)別第二十四頁(yè)，共一百二十五頁(yè)，編輯于2023年，星期四3.1.2多晶體材料的塑性變形

1.晶粒取向的影響

晶界具有阻滯效應(yīng)：90%以上的晶界是大角度晶界，其結(jié)構(gòu)復(fù)雜，由約幾個(gè)納米厚的原子排列紊亂的區(qū)域與原子排列較整齊的區(qū)域交替相間而成，這種晶界本身使滑移受阻而不易直接傳到相鄰晶粒，晶界附近變形較晶粒內(nèi)部小。原因(1)晶界的特點(diǎn)：原子排列不規(guī)則,分布有大量缺陷。(2)晶界對(duì)變形的影響:滑移、孿生多終止于晶界,極少穿過(guò)。

第二十五頁(yè)，共一百二十五頁(yè)，編輯于2023年，星期四晶界具有取向差效應(yīng)：多晶體中，不同位向晶粒的滑移系取向不相同，滑移不能從一個(gè)晶粒直接延續(xù)到另一晶粒中。在變形過(guò)程中各晶粒具有相互制約和協(xié)調(diào)性。在多晶體中，外力作用下處于有利位向的晶粒首先滑動(dòng)→位錯(cuò)開動(dòng)，增殖→晶界上位錯(cuò)塞積→應(yīng)力集中（τ>τk）→相鄰晶粒位錯(cuò)源開動(dòng)→相鄰晶粒變形→塑變，各晶粒間變形而得到相互協(xié)調(diào)與配合。

第二十六頁(yè)，共一百二十五頁(yè)，編輯于2023年，星期四原因：（1）各晶粒之間變形具有非同時(shí)性。（2）要求各晶粒之間變形相互協(xié)調(diào)否則獨(dú)立變形會(huì)導(dǎo)致晶體分裂。（3）理論分析指出，多晶體塑性變形時(shí)要求每個(gè)晶粒至少能在5個(gè)獨(dú)立的滑移系進(jìn)行滑移，保證晶粒形狀的自由變化。能否滿足該要求與晶體的結(jié)構(gòu)類型有關(guān)。第二十七頁(yè)，共一百二十五頁(yè)，編輯于2023年，星期四

2.晶界對(duì)性能的影響

晶界對(duì)晶粒變形具有阻礙作用。拉伸試樣變形后在晶界處呈竹節(jié)狀，每個(gè)晶粒中的滑移帶均終止于晶界附近，晶界附近位錯(cuò)塞積，塞積數(shù)目n為：n=kлτ0l/Gb第二十八頁(yè)，共一百二十五頁(yè)，編輯于2023年，星期四

位錯(cuò)塞積，密度增高，材料強(qiáng)度提高。因此，晶粒越細(xì)，晶界越多，材料強(qiáng)度（包括σs，σb，σ-1）越高，塑性較好，稱為細(xì)晶強(qiáng)化（grainsizestrenthing），其σs與d關(guān)系如下：

σs=σ0＋kd-1/2Hall－Petch公式晶粒直徑（μm）400501052下屈服點(diǎn)（KN/m2）

8612118024234510鋼σs與晶粒大小的關(guān)系第二十九頁(yè)，共一百二十五頁(yè)，編輯于2023年，星期四鋅的單晶和多晶的拉伸曲線比較由上圖鋅的拉伸曲線可以看出：比較：同一材料多晶體的強(qiáng)度高，但塑性較低。單晶塑性高。

第三十頁(yè)，共一百二十五頁(yè)，編輯于2023年，星期四原因：多晶中各個(gè)晶粒的取向不同。在外力作用下，某些晶粒的滑移面處于有利的位向，受到大于σk的切應(yīng)力，位錯(cuò)開始滑移。當(dāng)相鄰晶粒處于不利位向，不能開動(dòng)滑移系時(shí)，則變形晶粒中的位錯(cuò)不能越過(guò)晶粒晶界，而是塞積在晶界附，這個(gè)晶粒的變形便受到約束，整個(gè)多晶的變形困難得多。結(jié)果：只有加大外力，才能使那些滑移面位向不利的晶粒逐漸加入滑移，結(jié)果多晶試樣強(qiáng)度上升，塑性下降。第三十一頁(yè)，共一百二十五頁(yè)，編輯于2023年，星期四晶粒越細(xì)，強(qiáng)度和塑韌性越高的原因：（1）晶粒越細(xì)，強(qiáng)度越高（細(xì)晶強(qiáng)化：霍爾－配奇公式s=0+kd-1/2）。原因：晶粒越細(xì)，晶界越多，位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)的阻力越大。（有尺寸限制）（2）晶粒越細(xì)，塑韌性提高原因：晶粒越多，變形均勻性提高由應(yīng)力集中導(dǎo)致的開裂機(jī)會(huì)減少，可承受更大的變形量，表現(xiàn)出高塑性。細(xì)晶粒材料中，應(yīng)力集中小，裂紋不易萌生；晶界多，裂紋不易傳播，在斷裂過(guò)程中可吸收較多能量,表現(xiàn)高韌性。第三十二頁(yè)，共一百二十五頁(yè)，編輯于2023年，星期四晶界對(duì)硬度的影響低碳鋼的σb與晶粒直徑的關(guān)系第三十三頁(yè)，共一百二十五頁(yè)，編輯于2023年，星期四3、多晶體塑性變形的特點(diǎn)1）各晶粒變形的非同時(shí)性和非均勻性材料表面優(yōu)先與切應(yīng)力取向最佳的滑移系優(yōu)先2）各晶粒塑性變形的相互制約與協(xié)調(diào)晶粒間塑性變形的相互制約晶粒間塑性變形的相互協(xié)調(diào)晶粒內(nèi)不同滑移系滑移的相互協(xié)調(diào)保證材料整體的統(tǒng)一第三十四頁(yè)，共一百二十五頁(yè)，編輯于2023年，星期四①

塑性變形是不可逆變形，變形度大，一般金屬的塑性遠(yuǎn)大于彈性。②

金屬的塑性變形主要由切應(yīng)力引起，只有切應(yīng)力才能使晶體產(chǎn)生滑移或?qū)\生變形。③

金屬塑性變形階段除了塑性變形本身外還伴隨有彈性變形和形變強(qiáng)化，其應(yīng)力—應(yīng)變關(guān)系不再是簡(jiǎn)單的直線關(guān)系。3.1.3塑性變形的特點(diǎn)第三十五頁(yè)，共一百二十五頁(yè)，編輯于2023年，星期四④

高溫下，金屬塑性變形除了決定于應(yīng)力外，還和溫度及時(shí)間有關(guān),即高溫時(shí)間效應(yīng)。⑤

表征金屬塑性變形的力學(xué)性能指標(biāo)都是很敏感的性能指標(biāo)。⑥

金屬塑性變形時(shí)還會(huì)引起應(yīng)變硬化、內(nèi)應(yīng)力及一些物理性能的變化。第三十六頁(yè)，共一百二十五頁(yè)，編輯于2023年，星期四3.1.4塑性變形對(duì)材料組織和性能的影響

塑性變形對(duì)材料組織和性能的影響主要表現(xiàn)在以下方面：顯微組織變化：晶粒形狀的變化、亞結(jié)構(gòu)的變化、形變織構(gòu)性能的變化：加工硬化、力學(xué)性能、物理性能、化學(xué)性能第三十七頁(yè)，共一百二十五頁(yè)，編輯于2023年，星期四2023/6/2117位錯(cuò)行為繞過(guò)和切過(guò)第三十八頁(yè)，共一百二十五頁(yè)，編輯于2023年，星期四（一）顯微組織變化

經(jīng)塑性變形后材料的顯微組織(microstructure)變化是：

1.晶粒形狀的變化(1)出現(xiàn)大量的滑移帶和孿晶帶。(2)晶粒形狀發(fā)生了變化。隨變形度增大，等軸狀晶?！馄骄Я！w維組織。纖維組織(fibermicrostructure）分布方向是材料流變伸展方向。(3)當(dāng)金屬中組織不均勻，如有枝晶偏析或夾雜物時(shí)，塑性變形使這些區(qū)域伸長(zhǎng)，這在后序的熱加工或熱處理過(guò)程中會(huì)出現(xiàn)帶狀組織(bandmicrostructure)。第三十九頁(yè)，共一百二十五頁(yè)，編輯于2023年，星期四低碳鋼塑性變形后纖維組織

a)30%壓縮b)50%壓縮

第四十頁(yè)，共一百二十五頁(yè)，編輯于2023年，星期四

2.亞結(jié)構(gòu)(sub—grain)的變化（1）隨變形度增大，位錯(cuò)密度迅速增大。（2）位錯(cuò)組態(tài)和分布等亞結(jié)構(gòu)發(fā)生變化：變形度增大，位錯(cuò)密度增大→位錯(cuò)呈紛亂不均勻分布→位錯(cuò)纏結(jié)→位錯(cuò)胞(稱為胞狀亞結(jié)構(gòu))→細(xì)長(zhǎng)狀變行胞。胞狀亞結(jié)構(gòu)的形成不僅與變形度有關(guān)，而且還取決于材料類型。層錯(cuò)能高易出現(xiàn)胞狀結(jié)構(gòu)；層錯(cuò)能低，易形成較為均勻而復(fù)雜的位錯(cuò)網(wǎng)。右圖為低碳鋼形變(胞狀)亞結(jié)構(gòu)第四十一頁(yè)，共一百二十五頁(yè)，編輯于2023年，星期四

3.形變織構(gòu)(1)形變織構(gòu)(deformationtexture):是晶粒在空間上的擇優(yōu)取向(preferredorientation)，如右上圖。（2）類型及特征①絲織構(gòu)②板織構(gòu)右圖是因形變織構(gòu)造成的制耳第四十二頁(yè)，共一百二十五頁(yè)，編輯于2023年，星期四（二）加工硬化：金屬材料在塑性變形過(guò)程中，隨著變形量的增加，強(qiáng)度和硬度不斷上升，而塑性和韌性不斷下降的現(xiàn)象。實(shí)際各晶體的加工硬化曲線因其晶代表結(jié)構(gòu)類型、取向、雜質(zhì)含量及溫度等因素的不同而有所變化。其情況如下：(1)fcc和bcc顯示出典型的三個(gè)階段硬化；(2)hcp初始階段與fcc相近，但hcp第一階段遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)了fcc和bcc；第四十三頁(yè)，共一百二十五頁(yè)，編輯于2023年，星期四(3)當(dāng)bcc含有雜質(zhì)原子，因雜質(zhì)原子與位錯(cuò)交互作用，將產(chǎn)生屈服現(xiàn)象并使曲線發(fā)生變化。從以上分析可知，塑性變形過(guò)程中位錯(cuò)密度的增加及其所產(chǎn)生的釘扎作用是導(dǎo)致加工硬化的決定性因素。

第四十四頁(yè)，共一百二十五頁(yè)，編輯于2023年，星期四(三)殘余應(yīng)力

1.儲(chǔ)存能（storedenergy）:儲(chǔ)存能的表現(xiàn)形式：宏觀殘余應(yīng)力、微觀殘余應(yīng)力、點(diǎn)陣畸變2.殘余應(yīng)力（retainedstress）及其分類:(1)第一類內(nèi)應(yīng)力(firstinternalstress)—宏觀殘余應(yīng)力：由于金屬材料各部分宏觀變形量不均勻而造成的，對(duì)應(yīng)的畸變能不大，僅占總儲(chǔ)存能的0.1％左右。這類內(nèi)應(yīng)力的平衡范圍是整個(gè)晶體。(2)第二類內(nèi)應(yīng)力—微觀殘余應(yīng)力：由晶?；騺喚Яｉg變形不均勻而造成的內(nèi)應(yīng)力，其作用范圍與晶粒尺寸相當(dāng)（同一數(shù)量級(jí)），即在晶?；騺喚ЯＶg保持平衡，這種內(nèi)應(yīng)力可達(dá)到很大的數(shù)值。第四十五頁(yè)，共一百二十五頁(yè)，編輯于2023年，星期四(3)第三類內(nèi)應(yīng)力—點(diǎn)陣畸變：由于工件在塑性變形中形成的大量點(diǎn)陣缺陷（如空位、間隙原子、位錯(cuò)等），造成點(diǎn)陣畸變而引起的內(nèi)應(yīng)力。其范圍是幾個(gè)到幾十個(gè)原子間距的尺度（幾十至幾百納米）。變形金屬中儲(chǔ)存能的絕大部分用于形成點(diǎn)陣畸變?？偟馁A能中，耗散熱能占90%，而三種內(nèi)應(yīng)力代表的彈性儲(chǔ)存能占10%，其中：第一類應(yīng)力(宏觀內(nèi)應(yīng)力)約占0.1%，第二類內(nèi)應(yīng)力(微觀內(nèi)應(yīng)力)約占0.9%，第三類內(nèi)應(yīng)力(點(diǎn)陣畸變)占約9%。第四十六頁(yè)，共一百二十五頁(yè)，編輯于2023年，星期四受力試樣中，應(yīng)力達(dá)到某一特定值后，應(yīng)力雖不增加（或在微小范圍內(nèi)波動(dòng)），而變形卻急速增長(zhǎng)的現(xiàn)象稱為屈服。它標(biāo)志著材料的力學(xué)響應(yīng)由彈性變形階段進(jìn)入塑性變形階段，稱為物理屈服現(xiàn)象3.2屈服現(xiàn)象及其本質(zhì)第四十七頁(yè)，共一百二十五頁(yè)，編輯于2023年，星期四3.2.1物理屈服現(xiàn)象光滑試樣拉伸試驗(yàn)時(shí)屈服變形開始于試樣微觀不均勻處，或存在應(yīng)力集中的部位，一般在距試樣夾持部分較近的地方。局部屈服開始后，逐漸傳播到整個(gè)試樣。試樣表面出現(xiàn)與拉伸軸線成45°方向的滑移帶，并逐漸傳播到整個(gè)試樣表面?；茙П椴既吭嚇颖砻鏁r(shí)，應(yīng)力-應(yīng)變曲線到達(dá)Ｃ點(diǎn)。屈服應(yīng)變量BC是靠屈服變形提供的。第四十八頁(yè)，共一百二十五頁(yè)，編輯于2023年，星期四上屈服點(diǎn)：試樣開始屈服時(shí)對(duì)應(yīng)的應(yīng)力。下屈服點(diǎn)：載荷首次降低的最低載荷或不變載荷。

屈服過(guò)程：試樣繼續(xù)伸長(zhǎng)，應(yīng)力保持為定值或有微小的波動(dòng)，在拉伸曲線上出現(xiàn)一個(gè)應(yīng)力平臺(tái)區(qū)，試樣在此恒定應(yīng)力下的伸長(zhǎng)。

第四十九頁(yè)，共一百二十五頁(yè)，編輯于2023年，星期四

呂德斯帶：在發(fā)生屈服延伸階段，試樣的應(yīng)變是不均勻的，在試樣表面可觀察到與縱軸約呈45o交角的應(yīng)變痕跡，稱為呂德斯(Lüders)帶。呂德斯帶會(huì)造成拉伸和深沖過(guò)程中工件表面不平整。

第五十頁(yè)，共一百二十五頁(yè)，編輯于2023年，星期四3.2.2屈服現(xiàn)象的本質(zhì)（1）與金屬中微量的溶質(zhì)原子有關(guān)，即柯氏（Cottrell）氣團(tuán)理論溶質(zhì)原子與位錯(cuò)的應(yīng)力場(chǎng)發(fā)生彈性交互作用，形成柯氏氣團(tuán)（Cottrell）釘扎位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)，必須在更大的應(yīng)力作用下才能產(chǎn)生新的位錯(cuò)或使位錯(cuò)脫釘，表現(xiàn)為上屈服點(diǎn)；一旦脫釘，使位錯(cuò)繼續(xù)運(yùn)動(dòng)的應(yīng)力就不需開始時(shí)那么大，故應(yīng)力值下降到下屈服點(diǎn)，試樣繼續(xù)伸長(zhǎng)，應(yīng)力保持為定值或有微少的波動(dòng)。

第五十一頁(yè)，共一百二十五頁(yè)，編輯于2023年，星期四（2）位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)與增殖理論:材料塑性變形時(shí)應(yīng)變速度ε’與晶體中可動(dòng)位錯(cuò)的密度ρ、位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)的平均速度V及位錯(cuò)的柏氏矢量b成正比。應(yīng)變速率ε’=

bρv，位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)速度v=（τ/τ0）m滑移面上切應(yīng)力、位錯(cuò)產(chǎn)生單位滑移速度所需應(yīng)力0

、應(yīng)力敏感系數(shù)m。要出現(xiàn)明顯的屈服：可動(dòng)位錯(cuò)密度小、應(yīng)力敏感系數(shù)m小第五十二頁(yè)，共一百二十五頁(yè)，編輯于2023年，星期四開始變形時(shí)，ρ低，欲使應(yīng)變速率固定，需要較大的v值，故需要較高的應(yīng)力τ，表現(xiàn)為上屈服點(diǎn)；一旦塑性變形開始后，位錯(cuò)迅速增殖，ρ增加，必然導(dǎo)致v的突然下降（為保持應(yīng)變速率固定），所以所需的應(yīng)力τ突然下降，產(chǎn)生了屈服現(xiàn)象。

是否產(chǎn)生屈服點(diǎn)現(xiàn)象還與材料的m值有關(guān)，m小的材料，如Ge，Si，F(xiàn)e等出現(xiàn)顯著的上下屈服點(diǎn)。第五十三頁(yè)，共一百二十五頁(yè)，編輯于2023年，星期四應(yīng)變時(shí)效：將低碳鋼試樣拉伸到產(chǎn)生少量預(yù)塑性變形后卸載，然后重新加載，試樣不發(fā)生屈服現(xiàn)象，但若產(chǎn)生一定量的塑性變形后卸載，在室溫停留幾天或在低溫（如150℃）時(shí)效幾小時(shí)后再進(jìn)行拉伸，此時(shí)屈服點(diǎn)現(xiàn)象重新出現(xiàn)，并且上屈服點(diǎn)升高，這種現(xiàn)象。應(yīng)變時(shí)效原因：室溫長(zhǎng)期停留或低溫時(shí)效期間，溶質(zhì)原子C、N又聚集到位錯(cuò)線周圍重新形成氣團(tuán)所致。

3.2.3應(yīng)變時(shí)效第五十四頁(yè)，共一百二十五頁(yè)，編輯于2023年，星期四解決由于呂德斯帶造成的工件表面不平整的措施:A.加入少量能奪取固溶體合金中的溶質(zhì)原子，使之形成穩(wěn)定化合物的元素。B.板材在深沖之前進(jìn)行比屈服伸長(zhǎng)范圍稍大的預(yù)變形（約0.5%~2%變形度），使位錯(cuò)掙脫氣團(tuán)的釘扎，然后盡快進(jìn)行深沖。第五十五頁(yè)，共一百二十五頁(yè)，編輯于2023年，星期四3.3真實(shí)應(yīng)力-應(yīng)變曲線及形變強(qiáng)化規(guī)律拉伸試驗(yàn)中，試樣完成屈服應(yīng)變后，便進(jìn)入形變強(qiáng)化階段。拉伸過(guò)程中的真實(shí)應(yīng)力S按每一瞬時(shí)試樣的真實(shí)截面積A計(jì)算S=P/A式中P為截面面積為A時(shí)的載荷。真實(shí)應(yīng)變?chǔ)?ln(l/lo)低碳鋼工程應(yīng)力-應(yīng)變曲線與真應(yīng)力-真應(yīng)變曲線第五十六頁(yè)，共一百二十五頁(yè)，編輯于2023年，星期四3.3.1冷變形金屬的真應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系從屈服點(diǎn)到頸縮之間的形變強(qiáng)化規(guī)律，可以用Hollomon公式描述：S=Kεnε為真實(shí)塑性應(yīng)變，K為強(qiáng)度系數(shù)，n為應(yīng)變強(qiáng)化指數(shù)，表示材料的應(yīng)變強(qiáng)化能力或?qū)M(jìn)一步塑性變形的抗力。當(dāng)n=0時(shí)，為理想塑性材料的典型情況。當(dāng)n=1時(shí)，應(yīng)力與應(yīng)變成線性關(guān)系，為理想彈性材料的典型情況。n與應(yīng)變硬化速率dS/dε的關(guān)系式：dS/dε=nS/ε第五十七頁(yè)，共一百二十五頁(yè)，編輯于2023年，星期四3.3.2縮頸條件分析縮頸是韌性金屬材料在拉伸試驗(yàn)時(shí)變形集中于局部區(qū)域的特殊現(xiàn)象，是應(yīng)變硬化與截面減小共同作用的結(jié)果。在金屬試樣拉伸力－伸長(zhǎng)曲線極大值B點(diǎn)(拉伸失穩(wěn)點(diǎn))之前，dP>0；B點(diǎn)后，dP<0。第五十八頁(yè)，共一百二十五頁(yè)，編輯于2023年，星期四頸縮判據(jù)的圖示當(dāng)真實(shí)應(yīng)力—應(yīng)變曲線上某點(diǎn)的斜率等于該點(diǎn)的真實(shí)應(yīng)力時(shí)，縮頸產(chǎn)生。第五十九頁(yè)，共一百二十五頁(yè)，編輯于2023年，星期四縮頸判據(jù)：拉伸失穩(wěn)或縮頸時(shí)：dP=0∵P=SA 故dP=AdS+SdA=0

在塑性變形過(guò)程中，dS恒大于0，AdS為正值，表示材料應(yīng)變硬化使試樣承載能力增加；dA恒小于0，SdA為負(fù)值，表示截面收縮使承載能力下降。由均勻塑性變形階段體積不變的條件：即dV=0∵V=AL∴AdL+LdA=0

故：

或第六十頁(yè)，共一百二十五頁(yè)，編輯于2023年，星期四在拉伸失穩(wěn)點(diǎn)處Hollomon關(guān)系成立：故當(dāng)金屬材料的應(yīng)變硬化指數(shù)等于最大真實(shí)均勻塑性應(yīng)變量時(shí)，縮頸便會(huì)產(chǎn)生。第六十一頁(yè)，共一百二十五頁(yè)，編輯于2023年，星期四形變強(qiáng)化定義：在金屬整個(gè)變形過(guò)程中，當(dāng)外力超過(guò)屈服強(qiáng)度之后，要使塑性變形繼續(xù)下去，需要不斷增加外力才能繼續(xù)進(jìn)行，在真應(yīng)力應(yīng)變曲線上表現(xiàn)為流變應(yīng)力不斷上升。3.3.3形變強(qiáng)化金屬有一種阻止繼續(xù)塑性變形的抗力，這種抗力就是應(yīng)變硬化性能。第六十二頁(yè)，共一百二十五頁(yè)，編輯于2023年，星期四Hollomon方程：

S=K

n

描述產(chǎn)生塑性變形后的真應(yīng)力-應(yīng)變曲線ε為真實(shí)塑性應(yīng)變，K為強(qiáng)度系數(shù)，n為應(yīng)變強(qiáng)化指數(shù)。n=0，理想塑性材料。n=1，理想彈性材料。n=0.05～0.5，大多數(shù)金屬材料第六十三頁(yè)，共一百二十五頁(yè)，編輯于2023年，星期四n值通常由實(shí)驗(yàn)測(cè)定n值與屈服強(qiáng)度近似成反比：n×s≈常數(shù)如低碳鋼和低合金高強(qiáng)度鋼：n≈70/s應(yīng)變強(qiáng)化指數(shù)n的大小，表示材料的應(yīng)變強(qiáng)化能力或?qū)M(jìn)一步塑性變形的抗力，是一個(gè)很有意義的性能指標(biāo)。n值越大，應(yīng)力-應(yīng)變曲線越陡。第六十四頁(yè)，共一百二十五頁(yè)，編輯于2023年，星期四b=n形變強(qiáng)化容量（均勻變形量）：b代表材料均勻變形能力的大小和形變強(qiáng)化的可能性大小縮頸判據(jù)：在縮頸開始時(shí)的真應(yīng)變?cè)跀?shù)值上與應(yīng)變強(qiáng)化指數(shù)n相等。利用這一關(guān)系，可以大致估計(jì)材料的均勻變形能力。第六十五頁(yè)，共一百二十五頁(yè)，編輯于2023年，星期四形變強(qiáng)化技術(shù)意義形變強(qiáng)化可使金屬零件具有抵抗偶然過(guò)載的能力，保證安全。形變強(qiáng)化與塑性變形相配合，能保證材料在截面上的均勻變形，可以保證某些冷成形工藝，如冷拔線材和深沖成形等順利進(jìn)行。形變強(qiáng)化是工程上強(qiáng)化材料的重要手段。

18-9型不銹鋼，變形前σ0.2=196MPa，經(jīng)40%冷軋后，σ0.2=780～980MPa，屈服強(qiáng)度提高4～5倍。第六十六頁(yè)，共一百二十五頁(yè)，編輯于2023年，星期四北宋科學(xué)家沈括在《夢(mèng)溪筆談·器用》中講述用冷鍛制造鎧甲時(shí)指出：“凡鍛甲之法，其始甚厚，不用火，冷鍛之，比元厚三分減二，乃成。其末留頭許不鍛，隱然如瘊子，欲以驗(yàn)未鍛時(shí)厚薄，如浚河留土筍也，謂之“瘊子甲”。

文中所說(shuō)的“三分減二”的冷加工變形量，與現(xiàn)代金屬冷加工常用變形量60～70％相比，極為近似。利用的就是形變強(qiáng)化的規(guī)律。形變強(qiáng)化技術(shù)意義第六十七頁(yè)，共一百二十五頁(yè)，編輯于2023年，星期四形變強(qiáng)化過(guò)程中的損傷金屬材料的形變強(qiáng)化現(xiàn)象是與塑性變形過(guò)程相伴存在并不斷發(fā)展的，屬于提高材料強(qiáng)度的因素。形變強(qiáng)化過(guò)程中造成的損傷：塑性韌性降低，脆性增加，或者承載能力降低甚至誘發(fā)早期斷裂。微孔損傷：材料形變強(qiáng)化過(guò)程中產(chǎn)生的最早的不連續(xù)因素。第六十八頁(yè)，共一百二十五頁(yè)，編輯于2023年，星期四3.3.4韌性的概念及靜力韌度分析韌性是指材料在斷裂前吸收塑性變形功和斷裂功的能力，而韌度則是度量材料韌性的力學(xué)性能指標(biāo)。對(duì)拉伸斷裂來(lái)說(shuō)，韌度可以理解為應(yīng)力-應(yīng)變曲線下的面積。A:高強(qiáng)度、低塑性、低韌性B:低強(qiáng)度、高塑性、低韌性C:中強(qiáng)度、中塑性、高韌性第六十九頁(yè)，共一百二十五頁(yè)，編輯于2023年，星期四第二章3.4應(yīng)力狀態(tài)對(duì)塑性變形的影響

3.4.1應(yīng)力狀態(tài)柔度系數(shù)同一種金屬材料，在一定承載條件下產(chǎn)生何種失效形式，除與自身強(qiáng)度大小有關(guān)外，還與承載條件下的應(yīng)力狀態(tài)有關(guān)。不同的應(yīng)力狀態(tài)，其最大正應(yīng)力σmax與最大切應(yīng)力τmax的相對(duì)大小是不一樣的。因此，對(duì)金屬變形和斷裂性質(zhì)將產(chǎn)生不同影響。為此，我們必須知道不同靜加載方式下試樣中τmax和σmax的計(jì)算方法及其相對(duì)大小的表示方法。第七十頁(yè)，共一百二十五頁(yè)，編輯于2023年，星期四受力體一點(diǎn)的應(yīng)力狀態(tài)由材料力學(xué)可知，任何復(fù)雜應(yīng)力狀態(tài)均可用三個(gè)主力σ1、σ2和σ3（σ1>σ2>σ3）來(lái)表示。第七十一頁(yè)，共一百二十五頁(yè)，編輯于2023年，星期四按材料力學(xué)強(qiáng)度理論：切應(yīng)力彈塑性變形彈性變形正應(yīng)力塑性斷裂脆性斷裂最大切應(yīng)力理論：最大正應(yīng)變理論：根據(jù)這三個(gè)主應(yīng)力，計(jì)算最大切應(yīng)力和最大正應(yīng)變：應(yīng)力狀態(tài)柔度系數(shù)：第七十二頁(yè)，共一百二十五頁(yè)，編輯于2023年，星期四對(duì)于金屬材料：ν取0.25，則

單向拉伸時(shí)的應(yīng)力狀態(tài)只有σ1，σ2＝σ3＝0，因此α＝0.5α↑→τmax↑→應(yīng)力狀態(tài)越軟，金屬越易產(chǎn)生塑性變形和韌性斷裂。第七十三頁(yè)，共一百二十五頁(yè)，編輯于2023年，星期四應(yīng)力狀態(tài)柔度系數(shù)

第七十四頁(yè)，共一百二十五頁(yè)，編輯于2023年，星期四

單向靜拉伸的應(yīng)力狀態(tài)較硬，一般適用于塑性變形抗力與切斷強(qiáng)度較低的所謂塑性材料試驗(yàn)。對(duì)于塑性較好的金屬材料，則常采用三向不等拉伸的加載方法，使之在更“硬”的應(yīng)力狀態(tài)下顯示其脆性傾向。第七十五頁(yè)，共一百二十五頁(yè)，編輯于2023年，星期四第二章3.4.2材料在扭轉(zhuǎn)加載條件下的力學(xué)性能金屬扭轉(zhuǎn)試驗(yàn)按GB10128-88《金屬扭轉(zhuǎn)試驗(yàn)方法》進(jìn)行。主要采用直徑d0＝10mm、標(biāo)距長(zhǎng)度L0為50mm或100mm的圓柱形試樣。1、扭轉(zhuǎn)試驗(yàn)的特點(diǎn)1）扭轉(zhuǎn)的應(yīng)力狀態(tài)軟性系數(shù)α＝0.8，比拉伸大，易顯示金屬的塑性行為。2）圓形試樣扭轉(zhuǎn)時(shí)，整個(gè)長(zhǎng)度上塑性變形是均勻的，沒(méi)有縮頸現(xiàn)象。所以能反映高塑性材料直至斷裂前的變形能力和強(qiáng)度。第七十六頁(yè)，共一百二十五頁(yè)，編輯于2023年，星期四3）能較敏感地反映出金屬表面缺陷及表面硬化層的性能。4）扭轉(zhuǎn)試驗(yàn)是測(cè)定大部分材料切斷強(qiáng)度最可靠的方法。試樣：圓柱或圓管第七十七頁(yè)，共一百二十五頁(yè)，編輯于2023年，星期四第七十八頁(yè)，共一百二十五頁(yè)，編輯于2023年，星期四扭轉(zhuǎn)曲線第七十九頁(yè)，共一百二十五頁(yè)，編輯于2023年，星期四扭轉(zhuǎn)試樣中的應(yīng)力與應(yīng)變分析第八十頁(yè)，共一百二十五頁(yè)，編輯于2023年，星期四扭轉(zhuǎn)應(yīng)力狀態(tài)特點(diǎn)：第八十一頁(yè)，共一百二十五頁(yè)，編輯于2023年，星期四第二章

試樣在彈性范圍內(nèi)表面切應(yīng)力τ和切應(yīng)變?chǔ)脼椋?、切變模量G

彈性范圍內(nèi)，切應(yīng)力τ與切應(yīng)變?chǔ)弥?。測(cè)出扭矩增量ΔT和相應(yīng)扭角增量Δφ，求出切應(yīng)力與切應(yīng)變，即得扭轉(zhuǎn)實(shí)驗(yàn)測(cè)定的力學(xué)性能指標(biāo)：第八十二頁(yè)，共一百二十五頁(yè)，編輯于2023年，星期四2、扭轉(zhuǎn)屈服點(diǎn)τs在扭轉(zhuǎn)曲線或試驗(yàn)機(jī)扭矩讀盤上讀出屈服時(shí)的扭矩Ts即可得扭轉(zhuǎn)屈服點(diǎn)

τ0.3

3、規(guī)定非比例扭轉(zhuǎn)應(yīng)力τp

試樣標(biāo)距部分表面的非比例切應(yīng)變?chǔ)肞達(dá)到規(guī)定數(shù)值時(shí)，按彈性扭轉(zhuǎn)公式計(jì)算的切應(yīng)力，稱為規(guī)定非比例扭轉(zhuǎn)應(yīng)力τp4、抗扭強(qiáng)度τb試樣在扭斷前承受的最大扭矩Tb，利用彈性扭轉(zhuǎn)公式計(jì)算的切應(yīng)力為抗扭強(qiáng)度。第八十三頁(yè)，共一百二十五頁(yè)，編輯于2023年，星期四扭轉(zhuǎn)試驗(yàn)特點(diǎn)及應(yīng)用第八十四頁(yè)，共一百二十五頁(yè)，編輯于2023年，星期四(1)應(yīng)力狀態(tài)較軟，適于拉伸脆性或低塑性材料；(2)軸向宏觀塑性變形始終是均勻的；(3)對(duì)材料表面缺陷敏感；

(4)斷口特征最明顯，可準(zhǔn)確測(cè)定切斷強(qiáng)度。(5)高溫扭轉(zhuǎn)試驗(yàn)可用來(lái)研究金屬在熱加工條件下的流變性能與斷裂性能，確定工藝參數(shù)；(6)可利用扭轉(zhuǎn)試驗(yàn)研究或檢驗(yàn)工件熱處理的表面質(zhì)量和表面強(qiáng)化工藝的效果；

(7）根據(jù)扭轉(zhuǎn)試驗(yàn)的宏觀斷口特征，可明確鑒別金屬材料的最終斷裂是正斷還是切斷。切斷：斷口平整且與試樣軸線垂直，有回旋狀塑性變形痕跡；正斷：斷面與試樣軸線成45°角且呈螺旋狀。第八十五頁(yè)，共一百二十五頁(yè)，編輯于2023年，星期四第二章3.4.3彎曲試驗(yàn)第八十六頁(yè)，共一百二十五頁(yè)，編輯于2023年，星期四4.彎曲性能試驗(yàn)彎曲試驗(yàn)方法：GB/T10128-1988第八十七頁(yè)，共一百二十五頁(yè)，編輯于2023年，星期四第二章彎曲試驗(yàn)

第八十八頁(yè)，共一百二十五頁(yè)，編輯于2023年，星期四考察材料在復(fù)雜應(yīng)力狀態(tài)下塑性變形能力彎曲工藝試驗(yàn):第八十九頁(yè)，共一百二十五頁(yè)，編輯于2023年，星期四Ni合金(板厚45mm)焊縫彎曲無(wú)裂紋為合格

例：焊接件彎曲工藝試驗(yàn)第九十頁(yè)，共一百二十五頁(yè)，編輯于2023年，星期四第二章

彎曲試驗(yàn)原理

試樣在彈性范圍內(nèi)彎曲時(shí)，受拉側(cè)表面的最大彎曲應(yīng)力：

M－最大彎矩：(三點(diǎn)彎曲M=FLS/4四點(diǎn)彎曲M=Fl/2)W－試樣的抗彎截面系數(shù)：

圓形試樣

矩形試樣第九十一頁(yè)，共一百二十五頁(yè)，編輯于2023年，星期四第二章彎曲試驗(yàn)力學(xué)性能指標(biāo)

金屬抗彎試驗(yàn)方法按GB/T232-1999《金屬材料彎曲試驗(yàn)方法》進(jìn)行。1）規(guī)定非比例彎曲應(yīng)力σpb試樣彎曲時(shí)，外側(cè)表面上的非比例彎曲應(yīng)變?chǔ)舙b達(dá)到規(guī)定值時(shí)，按彈性彎曲應(yīng)力公式計(jì)算的最大彎曲應(yīng)力。例如：σpb0.01或σpb0.2

三點(diǎn)彎曲：

四點(diǎn)彎曲：n－撓度放大系數(shù)Y－圓形試樣的半徑或矩形試樣的半高

第九十二頁(yè)，共一百二十五頁(yè)，編輯于2023年，星期四2）抗彎強(qiáng)度σbb根據(jù)試樣彎曲至斷裂前達(dá)到的最大彎曲力，按彈性彎曲應(yīng)力公式計(jì)算的最大彎曲應(yīng)力，稱為抗彎強(qiáng)度。3）其它力學(xué)性能指標(biāo)彎曲彈性模量、斷裂撓度f(wàn)bb、斷裂能量U。第九十三頁(yè)，共一百二十五頁(yè)，編輯于2023年，星期四第二章彎曲力－撓度曲線第九十四頁(yè)，共一百二十五頁(yè)，編輯于2023年，星期四第九十五頁(yè)，共一百二十五頁(yè)，編輯于2023年，星期四第二章彎曲試驗(yàn)特點(diǎn)與應(yīng)用1、彎曲試驗(yàn)的特點(diǎn)1）

彎曲試驗(yàn)的試樣形狀簡(jiǎn)單，操作方便。2）

彎曲試驗(yàn)時(shí)不存在試樣偏斜對(duì)試驗(yàn)結(jié)果的影響，可用試樣彎曲的撓度顯示材料的塑性。3）

彎曲試驗(yàn)時(shí)，試樣的表面應(yīng)力最大，可較靈敏地反映材料的表面缺陷。④b3>b4>b

第九十六頁(yè)，共一百二十五頁(yè)，編輯于2023年，星期四2、彎曲試驗(yàn)的應(yīng)用1）

常用于測(cè)定鑄鐵、鑄造合金、工具鋼及硬質(zhì)合金等脆性與低塑性材料的強(qiáng)度和顯示塑性的差別。2）

常用來(lái)比較和鑒定滲碳層和表面淬火層等化學(xué)熱處理及表面熱處理機(jī)件的質(zhì)量和性能。第九十七頁(yè)，共一百二十五頁(yè)，編輯于2023年，星期四3.3.4壓縮性能試驗(yàn)(1)壓縮試驗(yàn)方法：壓縮試驗(yàn)用的試樣其橫截面為圓形或正方形，試樣長(zhǎng)度L一般為直徑或邊長(zhǎng)的2.5－3.5倍。金屬的單向壓縮試驗(yàn)按GB/T7314-2005《金屬材料室溫壓縮試驗(yàn)方法》進(jìn)行。第九十八頁(yè)，共一百二十五頁(yè)，編輯于2023年，星期四典型材料壓縮曲線1-高塑性材料；2-低塑性材料第九十九頁(yè)，共一百二十五頁(yè)，編輯于2023年，星期四第二章

1、規(guī)定非比例壓縮應(yīng)力σpc

2、抗壓強(qiáng)度σbc試樣壓至破壞過(guò)程中的最大應(yīng)力。如果試驗(yàn)時(shí)金屬材料產(chǎn)生屈服現(xiàn)象，還可測(cè)定壓縮屈服點(diǎn)σbc.3、相對(duì)壓縮率ckck=[(ho-hk)/ho]×100%4、相對(duì)斷面擴(kuò)展率ck

ck=[(Ak-Ao)/Ao]×100%第一百頁(yè)，共一百二十五頁(yè)，編輯于2023年，星期四第二章為了減小試樣在壓縮過(guò)程呈腰鼓狀的趨勢(shì)，試樣的兩端需加工成具有α角度的凹圓錐面，以便使試樣能均勻變形。

第一百零一頁(yè)，共一百二十五頁(yè)，編輯于2023年，星期四壓縮應(yīng)力狀態(tài)1=2=0，3=-max=0.5(45截面)smax==2理想情況(端部無(wú)摩擦)實(shí)際情況(端部摩擦)端部約束變形鼓肚復(fù)雜應(yīng)力狀態(tài)第一百零二頁(yè)，共一百二十五頁(yè)，編輯于2023年，星期四壓縮斷裂形式切斷:碳纖維增強(qiáng)鎂基復(fù)合材料壓縮斷裂正斷:縱向裂紋，如陶瓷材料注意:高塑性材料壓扁而不破壞第一百零三頁(yè)，共一百二十五頁(yè)，編輯于2023年，星期四3.4.4壓縮試驗(yàn)(1)應(yīng)力狀態(tài)軟性系數(shù)α＝2，應(yīng)力狀態(tài)較軟，材料易產(chǎn)生塑性變形。主要測(cè)定拉伸時(shí)呈脆性的金屬材料在塑性狀態(tài)下的力學(xué)行為。(2)拉伸時(shí)塑性很好的材料在壓縮時(shí)只發(fā)生壓縮變形而不會(huì)斷裂。脆性材料在壓縮時(shí)除能產(chǎn)生一定的塑性變形外，常沿與軸線45°方向產(chǎn)生斷裂，具有切斷特征。軟鋼：易壓縮成腰鼓狀、扁餅狀。

第一百零四頁(yè)，共一百二十五頁(yè)，編輯于2023年，星期四鑄鐵:拉伸時(shí)斷口為正斷；壓縮時(shí)沿45o方向切斷。

因此,塑性變形小的材料，或者使用工況為壓縮狀的材料，應(yīng)采用壓縮實(shí)驗(yàn)(3)應(yīng)力狀態(tài)很軟，適于低塑性及脆性材料；(4)一般不用于塑性材料；(5)試驗(yàn)時(shí)要減小端面摩擦；

(6)一般規(guī)定h0/d0(h0/F0)為定值，以便試驗(yàn)結(jié)果能相互比較。第一百零五頁(yè)，共一百二十五頁(yè)，編輯于2023年，星期四3.4.5硬度試驗(yàn)硬度：抵抗局部壓入變形或刻劃破裂的能力第一百零六頁(yè)，共一百二十五頁(yè)，編輯于2023年，星期四1、布氏硬度HB(Brinell-hardness)

實(shí)驗(yàn)原理：布氏硬度計(jì)

壓頭布氏硬度試驗(yàn)（單擊）第一百零七頁(yè)，共一百二十五頁(yè)，編輯于2023年，星期四第一百零八頁(yè)，共一百二十五頁(yè)，編輯于2023年，星期四壓痕幾何相似：第一百零九頁(yè)，共一百二十五頁(yè)，編輯于2023年，星期四動(dòng)畫演示第一百一十頁(yè)，共一百二十五頁(yè)，編輯于2023年，星期四布氏硬度試驗(yàn)P/D2選配表第一百一十一頁(yè)，共