材料的力学行为与变形.ppt

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1、材料的力学行为，塑性变形与再结晶Material’sMechanicalBehaviour,PlasticDeformationRecrystallization请带着以下问题学习本章内容：1.材料在外力作用下的力学性能指标有哪些？它们各在什么场合下使用？2.纯金属塑性变形的基本方式以及滑移的特点是什么？多晶体的塑性变形特点又如何呢？3.塑性变形对金属组织与性能的影响是什么？请分析加工硬化（形变强化）的定义、产生原因及在生产中的应用。4.变形金属在重新加热时其组织与性能发生了哪些变化，为什么会产生这些变化？5.

2、再结晶与结晶、重结晶的根本区别在何处？再结晶与再结晶退火温度是如何确定的呢？6.冷、热变形加工的本质区别是什么？本章学习要求1．熟悉金属塑性变形（以滑移为主）的特点及其微观机制；２．了解塑性变形对金属组织与性能的影响，重点掌握加工硬化的定义、机理及在生产中的实际意义；３.掌握有关再结晶的概念，明确再结晶温度及再结晶退火温度的确定；４．比较并总结强化金属材料的四种基本方式——细晶强化、固溶强化、弥散强化与加工硬化。本章学习重点与方法提示材料在外力作用下会发生变形，这种变形通常包括弹性变形与塑性变形两种．塑性

3、变形是金属材料的一种重要加工成形方法，而且更为重要的是塑性变形还可改变材料内部组织与结构并影响其宏观性能．因此本章讨论的重点：金属塑性变形（主要是滑移变形）的特点，塑性变形对金属组织、性能的影响（特别是加工硬化）以及回复与再结晶的有关概念．学习方法提示：材料的力学行为应着重理解各性能指标的物理意义，聚合物和无机材料的塑变特点仅作一般了解。而对于金属塑性变形的特点与实质可结合相关视频加深理解，特别是位错运动；对于冷、热塑性变形对金属组织、性能影响应结合金工实习等加深理解，从中深刻体会有关加工硬化与回复、再结晶等概

4、念的含义及实际应用（结合习题）。3塑性变形与再结晶3.1材料的力学行为与塑性变形3.1.1材料常用的力学性能指标3.1.2金属的塑性变形3.2冷变形加工对金属组织与性能的影响3.3冷变形加工金属在加热时组织与性能的变化3.4金属的热变形加工3.0概述材料在加工制备过程中或是制成零部件后的工作运行中都要受到外力的作用。材料受力后要发生变形，外力较小时产生弹性变形；外力较大时产生塑性变形，而当外力过大时就会发生断裂。材料经变形后，不仅其外形和尺寸发生变化，还会使其内部组织和有关性能发生变化，使之处于自由能较高的状态

5、。这种状态是不稳定的，经变形后的材料在重新加热时会发生回复再结晶现象。因此，研究材料的变形规律及其微观机制，分析了解各种内外因素对变形的影响，以及研究讨论冷变形材料在回复再结晶过程中组织、结构和性能的变化规律，具有十分重要的理论和实际意义。3.1材料的力学行为与塑性变形3.1.1材料常用的力学性能回顾1.承受静载作用时的力学性能2.承受冲击载荷作用时的力学性能3.承受交变载荷作用时的力学性能4.断裂韧度的概念5.有关材料耐磨性的概念3.1.2金属的塑性变形3.1.1材料常用的力学性能回顾使用性能：材料在使用过程

6、中所表现的性能。包括力学性能、物理性能和化学性能。工艺性能：材料在加工过程中所表现的性能。包括铸造、锻压、焊接、热处理和切削性能等。材料在外力的作用下将发生形状和尺寸变化，称为变形。外力去处后能够恢复的变形称为弹性变形;外力去处后不能恢复的变形称为塑性变形。3.1.1材料常用的力学性能指标1.承受静载作用时的力学性能弹性模量E：表征材料对弹性变形的抗力。如锻模、镗杆。强度：表征材料对塑性变形和断裂的抗力。ReL（σs），Rm（σb），ReL/Rm（σs/σb）。塑性：δ，ψ。硬度：HBW，HRC、HRB、HRA

7、、HRR、HRL、HRM，HV。（a）低碳钢的R(σ)－ε曲线图（b）低碳钢拉伸曲线图3－1低碳钢的R(σ)－ε曲线及拉伸试样R(σ)2.承受冲击载荷作用时的力学性能冲击吸收功AK（冲击韧度ak）：对材料内部结构缺陷、显微组织变化很敏感。韧脆转变温度Tk：bcc晶格的金属或以其为主的低、中强度结构钢，Tk比较明显且较高；fcc晶格的金属或高强度钢基本没有这种温度效应。温度－冲击功关系3.承受交变载荷作用时的力学性能疲劳断裂：裂纹形成和扩展过程。机械零件失效中80%属于疲劳断裂性质。对称循环疲劳极限R-1(σ-1

8、)：钢铁材料循环基数107；超高强度钢和许多聚合物材料循环基数108。影响疲劳强度的因素：循环应力特性、温度、材料成分和组织、表面状态、残余应力。交变载荷示意图疲劳断口疲劳曲线4.材料“断裂韧度”的概念材料断裂韧度KⅠC：反映材料有裂纹存在时，抵抗脆性断裂的能力。它是材料本身的特性，与裂纹的形状、大小无关。3.1.2金属的塑性变形1.金属塑性变形的基本方式2.单晶体滑移变形的特点（7点