应力应变曲线省公共课一等奖全国赛课获奖课件.pptx

9.金属材料变形与再结晶金属材料变形与再结晶单向静拉伸试验是应用最广泛力学性能试验方法之一。1）可揭示材料在静载下力学行为（三种失效形式）：即：过量弹性变形、塑性变形、断裂。1、拉伸力－伸长曲线2、工程应力σ－应变ε曲线用静拉伸应力σ－应变ε曲线，可得出许多主要性能指标:弹性模量E：主要用于零件刚度设计。屈服强度σs和抗拉强度σb：主要用于零件强度设计。尤其是：抗拉强度σb和弯曲疲劳强度有一定百分比关系，深入为零件在交变载荷下使用提供参考。而材料塑性，断裂前应变量：主要是为材料在冷热变形时工艺性能作参考。工程应力σ－应变ε曲线：不能真实反应试件拉伸过程中应力和应变改变关系。实际拉伸中，随载荷F增加，长度L0伸长，截面积A0对应降低。3、真应力S－真应变e曲线真应力S与真应变e3）真应力S与工程应力σ关系当材料拉伸变形是等体积改变（A0L0=AL）过程时，真应力S和工程应力σ之间存在以下关系：这说明，S>σ。（ε-工程应变）4）真应变e与工程应变ε关系显然，总是e<ε，且变形量越大，二者差距越大。4、定义真应力S（应变e）意义4、定义真应力S（应变e）意义所以，若试件分几次拉伸（如分2次拉伸），则各次拉伸工程应变量之和不等于一次拉伸工程应变量。不过，各次拉伸真应变量e之和等于一次拉伸真应变量。5、不一样类型材料经典拉伸应力－应变曲线苏打石灰玻璃：应力-应变曲线只显示弹性变形，没有塑性变形马上断裂，这是完全脆断情形。工程结构陶瓷材料：如Al2O3，SiC等，淬火态高碳钢、普通灰铸铁也属这种情况。完全弹性材料：不适合用于在拉伸载荷下工程应用，但用于承受压缩载荷时，却是一个理想材料。因为脆性材料受压时强度比受拉时强度要大好几倍。如：混凝土材料是其极好例子，广泛用于受压情况。但工程中承受纯压缩载荷是极少，普通或多或少地同时承受拉伸载荷，所以完全弹性材料（脆性材料）应用于工程上应考虑提升其抵抗拉伸载荷办法。如：在混凝土材料中经过配钢筋来提升其抗拉伸性能。高分子材料，聚氯乙烯：在拉伸开始时，应力和应变不成直线关系，即不服从虎克定律，而且变形表现为粘弹性。粘弹性：是指材料在外力作用下，弹性和粘性两种变形机理同时存在力学行为。2）第Ⅱ种类型：弹性－均匀塑性若材料含有不可逆塑性变形能力，在弹性变形后，接着有一个均匀变形阶段，应力-应变曲线展现为第Ⅱ类型。多数塑性金属材料，如铝－镁合金、铜合金、中碳合金结构钢（经淬火＋中高温回火）其应力-应变曲线也是如此。材料由弹性连续过渡到塑性变形，塑性变形时无锯齿形平台，变形时总伴伴随加工硬化。3）第Ⅲ种类型：弹性－不均匀塑性变形在正常弹性后，有一系列锯齿叠加在抛物线型曲线上。这类材料特征：是因为材料内部不均匀变形所致。（2）含碳体心立方铁基固溶体及铝低溶质固溶体。因为溶质原子或空位与晶格位错相互作用结果所致。4）第Ⅳ种类型：弹性－不均匀塑性－均匀塑性变形许多体心立方铁基合金和有色合金，应力－应变曲线在弹性与均匀塑性变形间有一狭窄一段属不均匀塑变区。即从弹性向塑性变形过渡显著。5）第Ⅴ种类型：弹性－不均匀塑性－均匀塑性变形它有一个上屈服点A，接着载荷下降。其中：OA－弹性；AB－不均匀塑变；BC－均匀塑变。不一样类型材料经典拉伸应力－应变曲线其它类型材料应力-应变曲线6、温度和应变速率对材料拉伸力学性能影响