6、第5章 5.1 材料的形变和再结晶.ppt

1、第五章 材料的形变和再结晶,1. 弹性变形、塑性变形、材料应力应变曲线所对应的强度指标； 2. 塑性变形的实质、方式滑移、孪生； 3. 滑移带、滑移线、滑移系、多滑移、交滑移； 4. 软（硬）位向，临界分切应力 5. 固溶强化、细晶（晶界）强化、弥散（沉淀）强化、形变强化（加工硬化） 6. 纤维组织、形变织构、带状组织、残余应力 7. 回复（低、中、高温）、再结晶（动、静态的），晶粒长大； 8. 再结晶温度及影响因素、临界变形度、二次再结晶。 9. 冷、热加工,本章要求的主要内容,本章重点和难点,1. 位错理论在解释各类塑性变形等问题的应用。 如：为何理论临界应力实际测量的值。 各种强化机理（

2、如：固溶强化、细晶（晶界）强化、弥散（沉淀）强化、形变强化（加工硬化）等） 2. 再结晶温度及影响因素 3. 回复、再结晶、晶粒长大和二次再结晶的驱动力 4. 结晶、重结晶、再结晶和二次再结晶的区别 5. 去应力退火与再结晶退火工艺的制定与应用 6. 冷、热加工处理后对材料组织结构和性能的影响,概述,材料在加工制备过程中或制备成零部件后的运行过程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，当外力过大时，就会发生断裂。下图为低碳钢拉伸时的设备及应力应变曲线。,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

3、较高的状态，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和再结晶现象。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材料变形的影响，讨论研究冷变形金属在回复、再结晶过程中的组织和性能的变化规律具有十分重要的理论和实际意义。,5.1 弹性和黏弹性,5.1.1弹性变形的本质,弹性变形：是指外力去除后能够完全回复的那部分变形，可以从原子间结合力的角度来了解它的物理本质。如下图所示。,5.1.2弹性变形的特征和弹性模量 弹性变形的特征 (1) 理想的弹性变形是可逆变形 (2)在弹性变形范围内，应力和应变间服从虎克定律。 = E = G G = E /2（1） K = E /3

4、(12) 式中、分别为切应力、切应变，K体弹性模量、v泊松比,试件产生弹性变形,弹性模量(E),(1)弹性模量（modulus of elasticity）E代表着使原子离开平衡位置的难易程度，是表征晶体中原子间结合力强弱的物理量。 (2) E是组织不敏感参数。 (3) 对晶体而言，E是各向异性的。在单晶体中，沿原子密排面E最高，沿原子排列最疏的晶向E最低。多晶体中，E各向同性。 (4) 工程上，E是材料刚度的度量。,5.1.3弹性的不完整性,弹性的不完整性包括： a.包申格效应 b.弹性后效 c.弹性滞后 内耗（滞弹性 anelasticity）：,1、包申格效应：材料经过预先加载产生少量塑

5、性变形（小于4%），而后同向加载则弹性极限升高、反向加载时则弹性极限下降的现象。,条件：T10钢淬火350回火 拉伸时，曲线1 0.2=1130M Pa 曲线2事先经过预压变形再拉伸时, 0. 2 =880M Pa,2、弹性后效 一些实际晶体，在加载或者卸载时，应变不是瞬时达到其平衡值，而是通过一个驰豫过程来完成其变化。这种在弹性极限内，应变落后于外加应力，并和时间有关的现象称为弹性后效或者滞弹性。,3、弹性滞后 由于应变落后于应力，在应力应变曲线上使得加载线与卸载线不重合而形成一封闭回线，称为弹性滞后。,5.1.4粘弹性,粘性流动：是指非晶态固体和液体在很小的外力作用下，就会发生没有确定形状的流变，而且在外力去除后，形变不能回复。 牛顿粘性流动定律： =d/dt 粘弹性具有弹性和粘性变形两方面的特征，它是高分子材料的重要力学性能之一。其特点是应变落后于应力。其曲线为一回线，回线所包含面积即为内耗。 粘弹