第6章金属及合金的塑性变形

金属学原理 44 第6 章 金属及合金的塑性变形 6 -1 金属的变形特性 金属在外力作用下的变形行为可用拉伸曲线来描述。设拉力为 P，试样伸长量为 dl，则应力 σ 和应变 ε分别为： APζ； ldlε  式中，A 为试样的截面积。 在拉伸过程中，A 和 l 是变化的，在工程上，为了简化问题，A 常用 A0来代替，ε也用平均值表示 ε=(l－l0)/l0，这样测得的 σ-ε曲线称工程 σ-ε曲线。 一、工程 σ-ε曲线 P161 图 1 是低碳钢拉伸时的工程 σ-ε曲线。 当应力低于 σs时，没有残留变形，大于 σs时，开始发生塑性变形。所以，σs是发生塑性变形的最小应力，称屈服强度。屈服强度也是弹性极限 σe（弹性变形的最大应力）。 在弹性变形阶段，当应力小于 σp 时，σ-ε呈线性，服从虎克定律： εEζ 式中，E 是直线的斜率，称材料的弹性模量。开始偏离直线的应力 σp 称比例极限。 当应力超过 σs时，开始发生塑性变形。随着塑性变形的增加，应力增大，这种现象称加工硬化。 当应力达到最大值 σb 时，开始下降，直到断裂。最大值 σb 称材料的抗拉强度。超过此值，试样发生局部颈缩，即发生了不均匀塑性变形。所以，σb是材料发生均匀塑性变形的最大应力。 注意，应力超过 σb 后下降，并不是加工硬化失效。 在结构材料中，我们关心的力学指标是 σs和 σb，它们和硬度一起称做强度指标。在实际应用中，σs 值是无法测量的，通常用发生 0.2%塑性变形时对应的应力值来表示屈服强度，称条件屈服强度。 通常我们所说的材料的力学性能，除了上述强度指标外，还有两个塑性指标，延伸率、断面收缩率。 延伸率是指发生断裂时，试样的伸长率：%10000 lllδ σ ε σp σs σb K 金属学原理 45 断面收缩率是指发生断裂时，试样截面积的变化率：%10000AAAψ 二、真应力-真应变曲线（TTεζ曲线） 工程应力与真实应力之间的不同是容易发现的。下面看看工程应变与真实应变的不同。 拉伸一个试样，使其伸长一倍，则工程应变1/)2(000lllε；若是压缩，要获得同样数值的负应变，理应压缩到原长度的一半。但按此算得 5.0/)5.0(000lllε 两者不符，必须压缩到高度为0 才能得到-1 应变值。这显然是不对的。问题在哪儿呢？ （一）真应变的计算 实际上，按工程应变计算的是相对于原长度的平均应变，不是真实的应变值。实际变形过程中，试样的长度在变化，每个...