应力应变曲线 PPT.ppt

9.金属材料的变形与再结晶金属材料的变形与再结晶单向静拉伸试验
是应用最广泛的力学性能试验方法之一。
1）可揭示材料在静载下的力学行为（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，可得出许多重要性能指标:

弹性模量E：主要用于零件的刚度设计。

屈服强度σs和抗拉强度σb：主要用于零件的强度设计。

特别是：抗拉强度σb和弯曲疲劳强度有一定比例关系，进一步为零件在交变载荷下使用提供参考。

而材料的塑性，断裂前的应变量：主要是为材料在冷热变形时的工艺性能作参考。
工程应力σ－应变ε曲线：
不能真实反映试件拉伸过程中应力和应变的变化关系。
实际拉伸中，随载荷F增加，长度L0伸长，截面积A0相应减少。3、真应力S－真应变e曲线大家有疑问的，可以询问和交流真应力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变化（A0L0=AL）过程时，
真应力S和工程应力σ之间存在如下关系：

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，二者的差距越大。
4、定义真应力S（应变e）的意义4、定义真应力S（应变e）的意义因此，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的工程应变量。

但是，各次拉伸真应变量e之和等于一次拉伸的真应变量。

5、不同类型材料典型的拉伸应力－应变曲线苏打石灰玻璃：应力-应变曲线只显示弹性变形，没有塑性变形立即断裂，这是完全脆断的情形。
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：
不适用于在拉伸载荷下的工程应用，但用于承受压缩载荷时，却是一种理想的材料。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的例子，广泛用于受压的情况。

但工程中承受纯压缩载荷是极少的，一般或多或少地同时承受拉伸载荷，因此完全弹性材料（脆性材料）应用于工程上应考虑提高其抵抗拉伸载荷的措施。

如：在混凝土材料中通过配钢筋来提高其抗拉伸性能。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的力学行为。2）第Ⅱ种类型：弹性－均匀塑性
若材料具有不可逆的塑性变形能力，在弹性变形后，接着有一个均匀变形阶段，应力-应变曲线呈现为第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，变形时总伴随着加工硬化。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。
此类材料特性：是由于材料内部不均匀变形所致。（2）含碳的体心立方铁基固溶体及铝的低溶质固溶体。
由于溶质原子或空位与晶格位错相互作用的结果所致。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的过渡明显。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。不同类型材料典型的拉伸应力－应变曲线其它类型材料的应力-应变曲线6、温度和应变速率对材料拉伸力学性能的影响