北理材基课件08材料变形与断裂

1 静载强静载强 变载强 高温强2εσε3第14弹性极限（σe）：外力作用下，材料不产生永久变量E衡量σ=Eε）。σ ε5屈服强度(σs、σ0.2) 比 ε6

σ-

7延伸率：δ=（L-断面收缩率：ψ=（A0-A 8布计9洛氏硬度（HRA、HRB、HRC） 洛 ⽒ 计①HRB①HRB②HRC③HRA 冲击韧度（冲击韧性，αk=Ak/A0kJ/m2 断裂韧性(K1c)裂韧性，用KIC表示，它表明了材料有裂纹存在时抵抗脆性断裂的能力。KI≥KIC，失稳扩展。尺寸 力滑移过程， 。一个滑移系。{110}、{112}、{123}当c/a大于或近似等于1.633时，滑移面为(0001)晶面，是<11-20>。 击或成型）

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

Ammax=coslmmax=coslcosf(l+f=900)=2两组或的滑移面上同时或交替地进行， 量自由度。Von 移系上进行滑移任意变形可用εxx,εyy,εzz,γxy,γyz，γzx因△V=εxx+εyy+εzz=0，故只有5

：s =s +Kd ：远—背应力小—同样外力下塞积多—背应力 低—细晶强化塑性：同样变形条件下，塑性变形可分散在晶韧性：细化晶粒，裂纹不易萌生，且晶界曲折，裂纹不易，断裂过程中吸收能量，体现出高AB，xy两根相互垂直的刃型位错线b1 柏氏矢量互相垂直，b柏氏矢量互相垂直，b1⊥b2，当xy位错线与不动的割阶。l1上割阶PP′，长度为b2，此割阶只能在PP′与b1组成的平面内沿b1所指方向滑移，与l1滑移方向不一致，不能与l1一道运动，只能通过攀移。但攀移在室温下是的，故它是l1运动的、阻力。交截时产生弯折的性质取决于位错线与另一柏氏矢量方向的关系，产生弯折的方向与作用其上的柏氏矢量一致，产生的弯折是否处于滑移面上是产生运“扭折”可以是刃型、亦可是螺型，可随位错线一道运动，几乎不产生位错阻力，且它可因位错线张力而。“割阶”都是刃型位错，有滑移割阶和攀移割阶，割阶不会因位错线张力而。Lomer-Cottrell位错Fcc中，C1、C2分别代表处于{111BC b1=CA=2[10 b2=DC=2a[011]+a[101] a[110] a[101]a[101]2a[211]+a66a[011]2a[112]+a66aa6当每个位错中的一个不全位错达到交截线BC时，合并且位于BC上。66a[121]+a[211][110]，滑移面为（001），（面角位错），其中[110]位错又叫“压杆位错”。它对fcc金属加工硬化起重

=0rr

G =G max

2间隙式固溶：间隙固溶形成点阵畸变，效

C、N等溶质原子与位错的应力场发生弹 互作用，形成气团钉扎位错运动，必须在更大的应力作用下才能产生新的位错或使位错脱钉，表现为上屈服点；一旦脱钉，使位错继续运动的应力就不需开始时那么大，故应力值下降到下屈服点，试样继续伸长，应力保持为定值或有微少的波动。材料的应变速率：e' v’

v=(tτ0τ：外加有效应力是否产生屈服点现象还与材料的m’值有关，m’小的材料，如

s=fasa+faafbb高碳钢中：共析钢（0.8%C）=780MN/m2过共析钢（1.2%C） l t =t

+kd-板织构：轧制时，使晶粒的某一晶向趋向于与轧制方向平行，某一晶面趋向于与轧制面平行，以与轧面平行的晶面{hkl} 织构（110）[001]立方织构

①②③①②③

断裂

★残余应力危害：减低工件承载能力；使工件尺寸、形状

能 ★变形量越大 ★变形温度越低、变形速率越快 ★变形金属强度越高 ★金 冷变形时较高的弹性畸变能、错密度、空位等能量是促使冷变形金属发生变化的驱动力。中 ttt==exp(- 1 T1-T原有晶界弓出形核原有晶界弓出形核：变形度较小时（<20%），相邻两个 R =1-exp(-p/3NG3tRXR=1-exp(-Kt

=lgK+nlgv=Aexp(-Q/RT1=2.3Rlg+2.3Rlgt 再结晶才可能发生。一般为2-10%。纯T再=（0.35-0.45）T 0.01%Cd-- DP=(

+1

dd=c()G1N越大D= 复所形成的等轴粒。尺寸与稳态流变应力成反比，并在晶粒内部都形成了粒，具有这种组织的材料，其强度、韧性提高，称为组织强化，其屈服强度与