北理材基課件08材料變形與斷裂

1 靜載強(qiáng)靜載強(qiáng) 變載強(qiáng) 高溫強(qiáng)2εσε3第14彈性極限（σe）：外力作用下，材料不產(chǎn)生永久變量E衡量σ=Eε）。σ ε5屈服強(qiáng)度(σs、σ0.2) 比 ε6

σ-

7延伸率：δ=（L-斷面收縮率：ψ=（A0-A 8布計(jì)9洛氏硬度（HRA、HRB、HRC） 洛 ? 計(jì)①HRB①HRB②HRC③HRA 沖擊韌度（沖擊韌性，αk=Ak/A0kJ/m2 斷裂韌性(K1c)裂韌性，用KIC表示，它表明了材料有裂紋存在時(shí)抵抗脆性斷裂的能力。KI≥KIC，失穩(wěn)擴(kuò)展。尺寸 力滑移過程， 。一個(gè)滑移系。{110}、{112}、{123}當(dāng)c/a大于或近似等于1.633時(shí)，滑移面為(0001)晶面，是<11-20>。 擊或成型）

{112}<11-{111}<11-{10-12}<-t=t=Fcosl=Fcoslcosf=scoslAAsfl滑移面分力：Fcos

Ammax=coslmmax=coslcosf(l+f=900)=2兩組或的滑移面上同時(shí)或交替地進(jìn)行， 量自由度。Von 移系上進(jìn)行滑移任意變形可用εxx,εyy,εzz,γxy,γyz，γzx因△V=εxx+εyy+εzz=0，故只有5

：s =s +Kd ：遠(yuǎn)—背應(yīng)力小—同樣外力下塞積多—背應(yīng)力 低—細(xì)晶強(qiáng)化塑性：同樣變形條件下，塑性變形可分散在晶韌性：細(xì)化晶粒，裂紋不易萌生，且晶界曲折，裂紋不易，斷裂過程中吸收能量，體現(xiàn)出高AB，xy兩根相互垂直的刃型位錯(cuò)線b1 柏氏矢量互相垂直，b柏氏矢量互相垂直，b1⊥b2，當(dāng)xy位錯(cuò)線與不動(dòng)的割階。l1上割階PP′，長(zhǎng)度為b2，此割階只能在PP′與b1組成的平面內(nèi)沿b1所指方向滑移，與l1滑移方向不一致，不能與l1一道運(yùn)動(dòng)，只能通過攀移。但攀移在室溫下是的，故它是l1運(yùn)動(dòng)的、阻力。交截時(shí)產(chǎn)生彎折的性質(zhì)取決于位錯(cuò)線與另一柏氏矢量方向的關(guān)系，產(chǎn)生彎折的方向與作用其上的柏氏矢量一致，產(chǎn)生的彎折是否處于滑移面上是產(chǎn)生運(yùn)“扭折”可以是刃型、亦可是螺型，可隨位錯(cuò)線一道運(yùn)動(dòng)，幾乎不產(chǎn)生位錯(cuò)阻力，且它可因位錯(cuò)線張力而?！案铍A”都是刃型位錯(cuò)，有滑移割階和攀移割階，割階不會(huì)因位錯(cuò)線張力而。Lomer-Cottrell位錯(cuò)Fcc中，C1、C2分別代表處于{111BC b1=CA=2[10 b2=DC=2a[011]+a[101] a[110] a[101]a[101]2a[211]+a66a[011]2a[112]+a66aa6當(dāng)每個(gè)位錯(cuò)中的一個(gè)不全位錯(cuò)達(dá)到交截線BC時(shí)，合并且位于BC上。66a[121]+a[211][110]，滑移面為（001），（面角位錯(cuò)），其中[110]位錯(cuò)又叫“壓桿位錯(cuò)”。它對(duì)fcc金屬加工硬化起重

=0rr

G =G max

2間隙式固溶：間隙固溶形成點(diǎn)陣畸變，效

C、N等溶質(zhì)原子與位錯(cuò)的應(yīng)力場(chǎng)發(fā)生彈 互作用，形成氣團(tuán)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)。材料的應(yīng)變速率：e' v’

v=(tτ0τ：外加有效應(yīng)力是否產(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

s=fasa+faafbb高碳鋼中：共析鋼（0.8%C）=780MN/m2過共析鋼（1.2%C） l t =t

+kd-板織構(gòu)：軋制時(shí)，使晶粒的某一晶向趨向于與軋制方向平行，某一晶面趨向于與軋制面平行，以與軋面平行的晶面{hkl} 織構(gòu)（110）[001]立方織構(gòu)

①②③①②③

斷裂

★殘余應(yīng)力危害：減低工件承載能力；使工件尺寸、形狀

能 ★變形量越大 ★變形溫度越低、變形速率越快 ★變形金屬強(qiáng)度越高 ★金 冷變形時(shí)較高的彈性畸變能、錯(cuò)密度、空位等能量是促使冷變形金屬發(fā)生變化的驅(qū)動(dòng)力。中 ttt==exp(- 1 T1-T原有晶界弓出形核原有晶界弓出形核：變形度較小時(shí)（<20%），相鄰兩個(gè) R =1-exp(-p/3NG3tRXR=1-exp(-Kt

=lgK+nlgv=Aexp(-Q/RT1=2.3Rlg+2.3Rlgt 再結(jié)晶才可能發(fā)生。一般為2-10%。純T再=（0.35-0.45）T 0.01%Cd-- DP=(

+1

dd=c()G1N越大D= 復(fù)所形成的等軸粒。尺寸與穩(wěn)態(tài)流變應(yīng)力成反比，并在晶粒內(nèi)部都形成了粒，具有這種組織的材料，其強(qiáng)度、韌性提高，稱為組織強(qiáng)化，其屈服強(qiáng)度與