1、第二篇第二篇 金屬的力學(xué)性能金屬的力學(xué)性能序言：序言：1、研究什么、研究什么2、包括什么內(nèi)容、包括什么內(nèi)容3、與專業(yè)關(guān)系、與專業(yè)關(guān)系4、基本觀點(diǎn)、基本觀點(diǎn)用位錯(cuò)理論研究?jī)蓚€(gè)過程解決三方面性能用位錯(cuò)理論研究?jī)蓚€(gè)過程解決三方面性能F0l0第一章第一章 晶體范性形變晶體范性形變1.1 應(yīng)力應(yīng)變曲線應(yīng)力應(yīng)變曲線1.1.1 定義定義PFili1.1.2 應(yīng)力應(yīng)變曲線應(yīng)力應(yīng)變曲線工程應(yīng)力應(yīng)變曲線工程應(yīng)力應(yīng)變曲線真應(yīng)力應(yīng)變曲線真應(yīng)力應(yīng)變曲線兩個(gè)明顯的特點(diǎn)。兩個(gè)明顯的特點(diǎn)。第一，條件應(yīng)變往往不能真實(shí)反映或度量應(yīng)變。第一，條件應(yīng)變往往不能真實(shí)反映或度量應(yīng)變。第二，真實(shí)應(yīng)變可以疊加，可以不計(jì)中間的加第二，真實(shí)應(yīng)變

2、可以疊加，可以不計(jì)中間的加載歷史，條件應(yīng)變總大于真應(yīng)變，在條件應(yīng)變載歷史，條件應(yīng)變總大于真應(yīng)變，在條件應(yīng)變?yōu)闉?.1左右時(shí)，兩者相差不多，隨著應(yīng)變量的左右時(shí)，兩者相差不多，隨著應(yīng)變量的增加，兩者的相差越來越大。增加，兩者的相差越來越大。 2.真應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系真應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系 從試樣開始屈服到發(fā)生頸縮從試樣開始屈服到發(fā)生頸縮n稱為加工硬化指數(shù)或應(yīng)變硬化指數(shù)，稱為加工硬化指數(shù)或應(yīng)變硬化指數(shù)，K叫做強(qiáng)度系叫做強(qiáng)度系數(shù)。數(shù)。 直線的斜率即為直線的斜率即為n，而，而K相當(dāng)于相當(dāng)于=1.0時(shí)的真應(yīng)力。時(shí)的真應(yīng)力。理想彈性體理想彈性體n=1為為-45o斜線，理想塑性體斜線，理想塑性體n=0為一水平直線為一水平直

3、線n=1/2的為一拋物線。的為一拋物線。 3.加工硬化指數(shù)加工硬化指數(shù)n的實(shí)際意義的實(shí)際意義 加工硬化指數(shù)加工硬化指數(shù)n決定了材料開始發(fā)生頸縮時(shí)的最大應(yīng)力。決定了材料開始發(fā)生頸縮時(shí)的最大應(yīng)力。決定了材料能夠產(chǎn)生的最大均勻應(yīng)變量決定了材料能夠產(chǎn)生的最大均勻應(yīng)變量4、頸縮條件和抗拉強(qiáng)度、頸縮條件和抗拉強(qiáng)度 1）.頸縮條件頸縮條件 應(yīng)力達(dá)到最大值時(shí)即開始出現(xiàn)頸縮。應(yīng)力達(dá)到最大值時(shí)即開始出現(xiàn)頸縮。 均勻變形均勻變形發(fā)生頸縮后變形則主要集中在局部區(qū)域，發(fā)生頸縮后變形則主要集中在局部區(qū)域，dF=0 dF=d(AA)=Ad+dA=0 即即 -dA/A=d/又按體積不變定理有又按體積不變定理有 dL/L=-d

4、A/A=d故故 d/d= 這就是出現(xiàn)頸縮的條件，即當(dāng)加工硬化速率等于該處的真應(yīng)力時(shí)就開這就是出現(xiàn)頸縮的條件，即當(dāng)加工硬化速率等于該處的真應(yīng)力時(shí)就開始頸縮。始頸縮。 發(fā)生頸縮時(shí)所對(duì)應(yīng)的均勻真應(yīng)變量發(fā)生頸縮時(shí)所對(duì)應(yīng)的均勻真應(yīng)變量m在數(shù)值上等于在數(shù)值上等于n， 因?yàn)橐驗(yàn)閺膹膎的定義得出的定義得出 d/d=n / 頸縮條件為頸縮條件為 d/d= 代入上式得代入上式得 n=m5、塑性的測(cè)量及其實(shí)際意義、塑性的測(cè)量及其實(shí)際意義 1）塑性的測(cè)量）塑性的測(cè)量 工程上條件塑性。拉伸時(shí)條件塑性以延伸率工程上條件塑性。拉伸時(shí)條件塑性以延伸率 和斷面收縮率和斷面收縮率 ; ; 為均勻變形階段的最大延伸率；為均勻變形階

5、段的最大延伸率； 為局集變形時(shí)的延伸率；為局集變形時(shí)的延伸率； 斷裂時(shí)斷裂時(shí)總延伸率為總延伸率為 ，相應(yīng)地?cái)嗝媸湛s率，相應(yīng)地?cái)嗝媸湛s率 ； ； ； ； 表示斷裂時(shí)的最小截面積。表示斷裂時(shí)的最小截面積。 2. 塑性指標(biāo)間的關(guān)系塑性指標(biāo)間的關(guān)系 塑性指標(biāo)間的關(guān)系要區(qū)分頸縮前和頸縮后的這兩種情況。塑性指標(biāo)間的關(guān)系要區(qū)分頸縮前和頸縮后的這兩種情況。 對(duì)于頸縮前，由于變形前后體積不變對(duì)于頸縮前，由于變形前后體積不變 條件塑性與斷面收縮率之間的關(guān)系有條件塑性與斷面收縮率之間的關(guān)系有 可以看出均勻變形時(shí)可以看出均勻變形時(shí) 恒大于恒大于 。 均勻變形階段真實(shí)塑性和條件塑性間的關(guān)系均勻變形階段真實(shí)塑性和條件塑性

6、間的關(guān)系 可以看出條件塑性可以看出條件塑性 恒大于真實(shí)塑性恒大于真實(shí)塑性 。 頸縮后，局部變形的結(jié)果，條件塑性頸縮后，局部變形的結(jié)果，條件塑性 和和 已不能建立關(guān)系，真實(shí)塑已不能建立關(guān)系，真實(shí)塑性性 。但是真實(shí)塑性。但是真實(shí)塑性 仍可按照頸縮區(qū)域體積不變，求得和條件塑性仍可按照頸縮區(qū)域體積不變，求得和條件塑性 之間的關(guān)系之間的關(guān)系 在斷裂時(shí)可通過測(cè)量在斷裂時(shí)可通過測(cè)量 ，求得真實(shí)塑性，求得真實(shí)塑性 3）塑性的實(shí)際意義）塑性的實(shí)際意義試樣拉斷時(shí)所測(cè)得的條件延伸率主要反映了材料均勻變形的能力，試樣拉斷時(shí)所測(cè)得的條件延伸率主要反映了材料均勻變形的能力，而斷面收縮率則主要反映了材料局部變形的能力。而斷面收縮率則主要反映了材料局部變形的能力。如試樣的如試樣的說明拉斷時(shí)不產(chǎn)生頸縮，反之發(fā)生頸縮的試樣，其說明拉斷時(shí)不產(chǎn)生頸縮，反之發(fā)生頸縮的試樣，其 。2.抗拉強(qiáng)度抗拉強(qiáng)度在材料不產(chǎn)生頸縮時(shí)抗拉強(qiáng)度代表斷裂抗力。脆性材料用于產(chǎn)品設(shè)計(jì)時(shí)，在材料不產(chǎn)生頸縮時(shí)抗拉強(qiáng)度代表斷裂抗力。脆性材料用于產(chǎn)品設(shè)計(jì)時(shí)，其許用應(yīng)力是以抗拉強(qiáng)度為依據(jù)的。其許用應(yīng)力是以抗拉強(qiáng)度為依據(jù)的。對(duì)一般的塑性材料有什么意義呢？對(duì)一般的塑性材料有什么意義呢？材料在靜拉伸條件下的極限承載能力。材料在靜拉伸條件下的極限承載能力。對(duì)應(yīng)于抗拉強(qiáng)度對(duì)應(yīng)于抗拉強(qiáng)