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金屬材料性能與塑性變形(編輯修改稿)

2026-05-29 06:00 本頁(yè)面

　

【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】試驗(yàn)來(lái)測(cè)定金屬材料的沖擊韌性。 2）沖擊試樣尺寸和形狀尺寸： 10mm 10mm 55mm 形狀： U形脆性材料 V形韌性材料 3）表示方法 ak = AK /S0 （ Jcm2）式中： Ak—沖斷試樣所消耗的沖擊功（ J） So—試樣缺口處的橫截面面積（ cm2）可知： ak值越大，表示材料的沖擊韌性越好。 35 五、疲勞強(qiáng)度（ σ 1）：疲勞強(qiáng)度 —當(dāng)金屬材料在無(wú)數(shù)次重復(fù)或交變載荷作用下而不致引起斷裂的最大應(yīng)力。：通常在旋轉(zhuǎn)對(duì)稱彎曲疲勞試驗(yàn)機(jī)上進(jìn)行 σ1的測(cè)定。循環(huán)基數(shù)（ N）：一般鋼材： N= 107，有色金屬和某些超高強(qiáng)度鋼： N=108。 36 一般認(rèn)為：是由于材料內(nèi)部有夾雜、表面劃痕及其它能引起應(yīng)力集中的缺陷。據(jù)統(tǒng)計(jì)：約有 80％的機(jī)件失效為疲勞斷裂破壞。通常在疲勞破壞前沒(méi)有明顯的變形，斷裂前沒(méi)有預(yù)兆，所以疲勞破壞經(jīng)常造成重大事故。 37 ： 1）合理選擇材料； 2）細(xì)化晶粒； 3）均勻組織； 4）減少材料內(nèi)部缺陷； 5）改善零件的結(jié)構(gòu)形式； 6）減少零件的表面粗糙度，提高表面光潔度； 7）采取各種表面強(qiáng)化的方法（例：表面淬火，噴丸等） 38 167。：滑移；孿生 ① 滑移：晶體的一部分沿著一定的晶面和晶向相對(duì)另一部分發(fā)生相對(duì)的平行滑動(dòng)，滑動(dòng)的距離為原子間距的整數(shù)倍。這種變形方式稱為 ~。 39 ② 滑移特點(diǎn) ⑴ 發(fā)生在最密排晶面，滑移方向?yàn)樽蠲芘啪颍? ⑵ 只在切應(yīng)力下發(fā)生，存在臨界分切應(yīng)力 —τk 。斷裂彈性伸長(zhǎng) ζ η ζ ζ η η ζ η 彈性歪扭塑性變形（滑移） 40 ⑶ 滑移兩部分相對(duì)移動(dòng)的距離是原子間距的整數(shù) 倍，但滑移后滑移面兩邊的晶體位向仍保持一致； ③ 影響 τk 的因素： ⑴取決于金屬本性，與外力無(wú)關(guān)，取向無(wú)關(guān)； ⑵ 組織敏感參數(shù)：當(dāng)金屬不純，變形速度愈大，變形溫度愈低， τk 愈大。 ④ 影響 σs的因素： ⑴主要與 τk 有關(guān)； ⑵ 與外力及取向有關(guān)。 41 ⑷ 伴隨晶體的轉(zhuǎn)動(dòng)和旋轉(zhuǎn)，滑移面轉(zhuǎn)向與外力平行的方向，滑移方向旋向最大的切應(yīng)力方向；滑移面滑移前 P P 滑移后力偶 42 （ 1）各晶體結(jié)構(gòu)的滑移系體心立方 () 面心立方 () (110) 〔 111〕 (111) 〔 110〕滑移面：｛ 110｝ (110)、 (011)、 (101) (110)、 (011)、 (101) 滑移方向：〈 111〉滑移系數(shù)： 6 2=12 滑移面：｛ 111｝ (111)、 (111)、 (111)、 (111) 滑移方向：〈 110〉滑移系數(shù) : 4 3=12 43 （ 2）滑移系數(shù)目的實(shí)際意義 —判斷塑性變形能力滑移系數(shù)目愈多，塑性愈好；滑移系數(shù)相同時(shí)，滑移方向多則表示塑性較好。塑性變形的能力比較： 44 晶體的一部分相對(duì)于另一部分沿著一定的晶面（孿生面）產(chǎn)生一定角度的切變。 45 167。特點(diǎn)： ⑴ 單個(gè)晶粒與單晶體一致； ⑵ 各晶粒的變形具有不同時(shí)性：分批、逐次。原因：取向不同。 ⑶ 變形具有不均勻性 : 晶粒內(nèi)部與邊界或晶粒之間。晶界 46 ⑷ 多晶體變形抗 (阻 )力單晶體 ① 晶界阻礙位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)； ② 位向差 →晶粒之間須協(xié)調(diào) └ 意義：產(chǎn)生晶界強(qiáng)化 47 167。 5. 塑性變形對(duì)金屬組織和性能的影響塑性變形對(duì)組織結(jié)構(gòu)影響（ 1）晶粒變形：等軸狀 →拉長(zhǎng)成纖維組織、帶狀組織 └ 性能各向異性（ 2）亞結(jié)構(gòu)的細(xì)化鑄態(tài)： d = cm；塑變后： d = cm 原因：位錯(cuò)受阻后塞積、纏結(jié) →亞晶界 → 晶粒分化為許多位向略有差異的小晶塊。 └ 變形中的晶粒碎化 48 （ 3）產(chǎn)生形變織構(gòu) 定義：金屬塑性變形到很大程度（ 70%）時(shí)，晶粒發(fā)生轉(zhuǎn) 動(dòng)，各晶粒的位向趨于一致，形成有序化的結(jié)構(gòu)。有利：增加導(dǎo)磁性，制成高等級(jí)硅鋼片。軋制方向 49 不利：織構(gòu)造成性能各向異性，使得變形不均勻，沖壓產(chǎn)品易產(chǎn)生“制耳”現(xiàn)象。 50 塑性變形對(duì)金屬性能的影響 1 . 加工硬化定義：隨變形度增大，金屬的強(qiáng)硬度顯著增高而塑韌性明顯下降的現(xiàn)象 ~。 51 原因：位錯(cuò)增殖理論。意義：（ 1）純金屬的強(qiáng)化手段 —形變強(qiáng)化；（ 2）有利于塑性變形均勻進(jìn)行；（ 3）有利于金屬構(gòu)件的工作安全性；不利：再變形困難 └ 解決辦法：在冷加工之間進(jìn)行再結(jié)晶退火。 52 ⑴ 第一類內(nèi)應(yīng)力 ——

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