钢的金属加热温度及热应力的研究
钢的加热工艺简述
钢的加热工艺一、钢的加热工艺制度加热工艺制度包括加热温度、加热速度、加热时间、加热制度等。
1、加热温度钢的加热温度是指钢料在炉内加热完毕出炉时的表面温度。
确定钢的加热温度不仅要根据钢种的性质，而且还要考虑到加工的要求，以获得最佳的塑性，最小的变形抗力，从而有利于提高轧制的产量、质量，降低能耗和设备磨损。
实际生产中加热温度主要由以下几方面来确定。
①加热温度的上限和下限碳钢和低合金钢加热温度的选择主要是借助于铁碳平衡相图。
当钢处于奥氏体区其塑性最好，加热温度的理论上限应当是固相线AE（1400~1530℃），实际上由于钢中偏析及非金属夹杂物的存在，加热还不到固相线温度就可能在晶界出现熔化而后氧化，晶粒间失去塑性，形成过烧。
所以钢的加热温度上限一般低于固相线温度100~150℃。
碳钢的最高加热温度和图3-1 Fe-C合金状态图（其中指出了加热温度界限）1—锻造的加热温度极限；2—常化的加热温度极限；3—淬火时的温度极限；4—退火的温度极限理论过烧温度见表1-1。
加热温度的下限应高于A c3线30~50℃。
根据终轧温度再考虑到钢在出炉和加工过程中的热损失，便可确定钢的最低加热温度。
终轧温度对钢的组织和性能影响很大，终轧温度越高，晶粒集聚长大的倾向越大，奥氏体的晶粒越粗大，钢的机械性能越低。
所以终轧温度也不能太高，最好在850℃左右，不要超过900℃，也不要低于700℃。
表1-1②加热温度与轧制工艺的关系实际生产中，钢的加热温度还需结合压力加工工艺的要求。
如轧制薄钢带时为满足产品厚度均匀的要求，比轧制厚钢带时的加热温度要高一些；坯料大加工道次多要求加热温度高些，反之小坯料加工道次少则要求加热温度低些等。
这些都是压力加工工艺特点决定的。
高合金钢的加热温度则必须考虑合金元素及生成碳化物的影响，要参考相图，根据塑性图、变形抗力曲线和金相组织来确定。
目前国内外有一种意见，认为应该在低温下轧制，因为低温轧制所消耗的电能，比提高加热温度所消耗的热能要少，在经济上更合理。
第五节热应力
第一，钢材性能，包括线膨胀性能、弹性变形性能和导热性能等。钢材线膨
胀系数小、弹性模量小且导热系数大时，其热应力就小；钢材线膨胀系数大、弹
性模量大且导热系数小时，其热应力就大。因此也称复合量αE/λ为材料的热因
子。
第二，传热负荷。传热负荷越强，壁面中热应力越大；传热负荷越弱，
壁面中热应力越小。
化，我们作如下假设：
①圆筒体无限长，不考虑其两端部约束情况及端部的边界效应；
②圆筒体不承受内压和其他外载，只承受径向温差作用；
③圆筒体壁面中的热传导是稳定的，不随时间发生变化；温度分布只是半径
的函数：T=T（r），即径向温差沿圆周均匀分布，沿圆筒轴线不发生变化。由于圆
筒体的结构是轴对称的，所承受的温度载荷也是轴对称的，可以推断，由温
应的位置；管子内层因受外层牵拉，超过了应该膨胀的位置，使外
CUG
层受到压缩，内层受到拉伸。这种因构件内部一部分限制另一部分自由膨胀而产生
的热应力，是与传热现象共存的，是传热构件中最为普遍而无法克服的热应力，构
件内有温度场即有这种热应力。
（三）两个以上零件组成的系统，因为各部分温度不同引起
的热应力
锅壳锅炉及列管式换热器都有这种情况。
(t 0 − t i )
对普通碳钢，取
α = 1.2 × 10−5 ℃−1 ，E = 2.1 ×
μ=0.3，式（3—62）和式（3—63）可简化为：
（3—62）
（3—63）
105 MPa
σt = ±1.8∆t (MPa )
CUG
δ
t
−
t
≈
q
因 0 i
0 ，式（3—62）、（3—63）还可以写成：
金属在不同温度曲线下的应力道客巴巴
1. 金属在不同温度下的应力变化当金属在不同温度曲线下受力时，其应力变化是一个非常值得研究的问题。
金属材料在不同温度下受到外力作用时，其内部结构和性能都会发生变化，从而导致应力的变化。
这种变化对材料的性能和使用具有重要的影响，因此需要深入研究和了解。
2. 金属在高温下的应力变化让我们来讨论金属在高温下的应力变化。
一般来说，金属在高温下会出现晶粒长大、材料塑性增加和容易发生变形等现象。
这些变化会导致金属材料在高温下容易受到应力的影响，并可能出现应力集中等问题。
在高温下，金属材料的应力变化需要引起重视，以免影响材料的使用安全性。
3. 金属在低温下的应力变化接下来，让我们来讨论金属在低温下的应力变化。
在低温下，金属材料的强度和韧性通常会增加，但也容易出现脆性断裂等问题。
这种变化会导致金属材料受到应力时呈现出不同的应力应变曲线，因此需要考虑低温对金属材料的影响，以免出现意外事故。
4. 金属在温度变化过程中的应力变化我们还需考虑金属在温度变化过程中的应力变化。
当金属材料受到温度变化影响时，其内部结构和性能都会发生变化，导致应力的变化。
这种温度变化导致金属材料的应力变化是一个复杂的过程，需要深入研究和了解。
5. 个人观点和理解从简单的金属在高温和低温下的应力变化，到复杂的温度变化过程中的应力变化，这些变化都对金属材料的性能和使用具有重要的影响。
我们需要深入研究金属在不同温度曲线下的应力变化，并采取相应的措施，以保证金属材料的安全使用。
总结回顾通过以上的探讨，我们可以看到金属在不同温度曲线下的应力变化对材料的性能和使用具有重要的影响。
我们需要深入研究和了解这一问题，并采取相应的措施，以保证金属材料的安全使用。
希望通过这篇文章的阐述，能够对读者对这一问题有更深入的了解。
金属在不同温度下的应力变化是一个复杂而重要的研究课题。
随着工业和科技的不断发展，金属材料在各种特殊温度条件下的应力变化对于材料的性能和安全使用至关重要。
热作模具钢冷热疲劳特性及研究现状
热作模具钢冷热疲劳特性及研究现状发布时间：2022-11-11T07:51:39.015Z 来源：《新型城镇化》2022年21期作者：林鹏1，2 李祥1，2 袁满1，2 [导读] 冷热疲劳相比机械疲劳过程来说，其过程复杂，这是因为在冷热循环过程中不但有温度循环，而且有热应力的产生。
冷热疲劳容易促使模具材料发生显微组织转变，并造成局部塑性变形。
另外，因为夹杂物与钢的膨胀系数的差别，会造成局部应力并导致冷热疲劳损伤，在相同前提下，模具冷热疲劳的寿命通常比机械疲劳的寿命低。
1.河北机电职业技术学院河北邢台 0540002.邢台市模具材料技术创新中心河北邢台 054000摘要：热作模具钢的冷热疲劳性能是决定热锻用模具服役寿命的重要因素之一。
本文对热作模具钢冷热疲劳特性及评定方法、研究现状及关键响因素开展了讨论，对提高冷热疲劳性能的途径进行了分析和总结。
关键词：热作模具钢；冷热疲劳；裂纹萌生；裂纹扩展1 冷热疲劳特性冷热疲劳相比机械疲劳过程来说，其过程复杂，这是因为在冷热循环过程中不但有温度循环，而且有热应力的产生。
冷热疲劳容易促使模具材料发生显微组织转变，并造成局部塑性变形。
另外，因为夹杂物与钢的膨胀系数的差别，会造成局部应力并导致冷热疲劳损伤，在相同前提下，模具冷热疲劳的寿命通常比机械疲劳的寿命低。
因此，研究更接近模具锻造过程的实际工况的冷热疲劳性能具有一定的价值。
科研方面一般应用区域感应加热或高温炉保温加热等方法研究热作模具钢的冷热疲劳性能。
目前科研人员大多采用带有V型缺口的平板或者Uddleholm标准试样开展材料冷热疲劳性能研究[1]。
2 冷热疲劳机理冷热疲劳过程中材料主要有循环软化、裂纹的萌生、扩展等三个阶段的变化[2]。
（1）循环软化欧美学者研究指出模具钢硬度和强度的下降与冷热疲劳性能有密切关系。
并认为析出的碳化物沿晶界分布是导致循环软化的原因之一。
Wilson研究得出位错的运动是碳原子加速扩散导致循环软化的主要原因。
焊接过程中的热应力分析
焊接过程中的热应力分析焊接是一种常见的金属连接方法，通过加热和加压使金属材料融合在一起。
然而，在焊接过程中，由于温度的变化和材料的收缩，会产生热应力，这可能对焊接接头的质量和结构造成不利影响。
因此，热应力的分析在焊接工艺中至关重要。
热应力是由于焊接过程中温度的不均匀引起的。
当焊接电弧或火焰加热金属材料时，焊接区域会迅速升温，而周围区域则保持相对较低的温度。
这种温度差异导致焊接区域的金属材料膨胀，而周围区域的金属材料保持相对较冷，从而产生热应力。
热应力对焊接接头的影响是多方面的。
首先，热应力可能导致焊接接头的变形。
当焊接区域的金属材料膨胀时，如果周围区域的金属材料无法跟随膨胀，就会出现变形。
这可能导致焊接接头的形状和尺寸与设计要求不符，从而影响其功能和可靠性。
其次，热应力还可能导致焊接接头的裂纹。
当焊接区域的金属材料膨胀时，如果周围区域的金属材料无法跟随膨胀，就会产生应力集中。
如果这种应力集中超过了金属材料的强度极限，就会发生裂纹。
这种裂纹可能会导致焊接接头的破坏，并降低其承载能力。
为了减少热应力对焊接接头的影响，可以采取一些措施。
首先，可以通过预热金属材料来减少热应力。
预热可以使整个焊接区域的温度均匀升高，从而减少温度差异。
这有助于减少热应力的产生，并降低焊接接头的变形和裂纹的风险。
其次，可以选择适当的焊接方法和焊接参数来控制热应力。
不同的焊接方法和参数会产生不同的温度分布和热应力。
因此，在选择焊接方法和参数时，需要考虑焊接接头的设计要求和材料的性质。
通过选择合适的焊接方法和参数，可以最大限度地减少热应力的产生，并提高焊接接头的质量和可靠性。
此外，还可以采用后热处理来缓解热应力的影响。
后热处理可以通过加热和冷却来改变焊接接头的组织结构和应力状态，从而减少热应力的影响。
常见的后热处理方法包括退火、正火和淬火等。
通过选择合适的后热处理方法，可以有效地减少焊接接头的变形和裂纹，并提高其性能和可靠性。
综上所述，热应力的分析在焊接工艺中至关重要。
热应力大小与金属受热产生的热膨胀试有直接关系
热应力大小与金属受热产生的热膨胀试有直接关系。
特别是在零件尺寸受限情况下加热铸件时，铸铁的线膨胀系数对热疲劳寿命的影响更为明显。
线膨胀系数大的材料产生较大的热应力，由此产生的热疲劳将使铸件在较少的热循环次数后发生裂纹。
热疲劳裂纹在温差大、有外力作用、温度变化频繁、线膨胀系数不同的组织共同存在情况下扩展速度很高。
裂纹一般是穿晶扩展。
温度较高时也可能沿晶扩展，显示脆性断「万特征。
因而热循环的最高温度与最低温度差别较大时，零件热疲劳寿命缩短。
加热与冷却过程在铸件中形成的温度梯度比较陡峭时，会提高热应力，导致铸件提前失效。
导热性好、弹性模缺低、室温强度和高温强度较高、抗氧化能力较强、组织稳定性良好的耐热材料有较好的热疲劳寿命(失效前的热循环次数多)。
具有闭式结构的铸件比其有开式结构铸件更容易产生热疲劳损伤。
降低铸件溢度对弹性模量和蠕变产生的影响有利于改善铸铁抗热疲劳性能。
热应力不仅产生于宏观体积变化过程中，也可能因材料内部含有线膨胀系数不同的组织(如铁素体、珠光体、碳化物)、第二相以及品体各向异性的影响都会使相邻晶粒之间产生交变热应力，容易导致热循环过程中产生较大应力。
这种微观应力可能在晶界产生很强的应力集中，从而影响热疲劳寿命。
单相铁素体组织在一定温度范围内加热和冷却时不发生相变，有较好的抗热疲劳能力。
但是高铬耐热铸铁组织内含有大量合金碳化物，这些合金碳化物与基体金属(铬铁素体)的线膨胀系数差别较大，因此高铬白口铸铁件耐热疲劳性能较差，一般不宜用于铸件温度循环交变的工况。
7.2铬在耐热白口铸铁中的作用铬是高铬耐热铸铁中的主加合金元素。
铬对白L1铸铁耐热性能所起的作用主要有以下几方面:(1)铬与碳形成碳化物，并且固溶于铁，形成具有高铬铁素体基体的高铬铸铁。
基体中的铬抑制和延缓氧化物形成过程，提高和加强固溶体抗氧化能力，使氧化物形成温度提高，因此彻溅斜确盯熊忧。
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钢的热处理实验报告
钢的热处理实验报告篇一：热处理实验报告热处理工艺对钢组织与性能的影响一、实验目的1. 了解热处理工艺、组织和性能之间的关系。
2. 了解热处理设备和几种热处理工艺的实际操作，熟悉合金元素在钢中的作用。
3. 考查学生综合运用所学理论和实验技术的能力，培养学生独立分析和解决问题的能力。
二、实验内容与方案本实验采用的钢材有40、40CrNi和T8三种，对于每一种钢材，要求得到如下组织：晶粒粗大的马氏体+残余奥氏体；晶粒细小的马氏体+残余奥氏体；回火马氏体；回火屈氏体；回火索氏体；铁素体+珠光体。
对于40和40CrNi钢还要求得到如下组织：屈氏体网+马氏体+残余奥氏体；铁素体+马氏体+残余奥氏体。
全班分三组，每组选一种钢材，每人选一种组织进行如下实验：1. 根据所选钢种和组织，综合运用所学的热处理知识，制定合理的（或能得到所要求显微组织的）热处理工艺；2. 按照制定的热处理工艺对钢进行热处理；3. 测定热处理后钢材的性能；4. 制备金相试样，观察组织并记录；5. 总结并讨论实验结果。
三、实验设备与材料1. 40、40CrNi和T8钢试样2. 加热炉3. 硬度计4. 拉伸试验机5. 冲击试验机6. 金相显微镜及数码照相系统7. 磨光机及金相砂纸8. 抛光机及抛光液9. 浸蚀剂、酒精、玻璃器皿、竹夹子、脱脂棉、滤纸等四、实验基本要求1. 每位同学均要首先根据实验总学时和实验要求制定实验方案（包括实验时间的具体安排）。
注意本综合性实验为团队性实验，每位同学均无法单独完成，制定方案和时间安排时要与其他同学协调好。
2．在每个同学根据所选钢种和组织制定了相应热处理工艺的基础上，以组为单位讨论并协调热处理方案；3. 按照方案进行热处理、性能测定、组织观察与记录；4. 以组为单位分析和总结实验结果，然后再以班为单位分析和总结实验结果。
五、实验结果分析1. 根据所选钢种和组织，给出合理的热处理工艺，并作简要分析下图为T8钢水淬后在300℃回火得到的金相图钢淬火后在300℃左右回火时，易产生不可逆回火脆性。
金属材料与热处理论文关于金属材料的论文
金属材料与热处理论文关于金属材料的论文：金属材料与热处理工艺关系的探讨摘要：本文以实验现象及数据为依据，客观分析了热处理工艺中预热、温度及应力与金属材料组织、性能等之问的关系。
关键词：金属材料：热处理；关系中图分类号TGl文献标识码A文章编号1674-6708(2010)29-0122-020、引言工业生产中，许多金属材料为最大限度地发挥材料潜力，需要提高其机械性能。
在设计工作中，正确制定热处理工艺可以改变某些金属材料的机械性能。
而不合理的热处理条件，不仅不会提高材料的机械性能，反而会破坏材料原有的性能。
因此，设计人员在根据金属材料成分及组织确定热处理的工艺要求时，应准确分析金属材料与热处理工艺的关系，合理安排工艺流程，才能得到理想的效果。
1、金属材料结构及基本组织在工业生产中，广泛使用的金属有铁、铝、铜、铅、锌、镍、铬、锰等。
但用得更多的是它们的合金。
金属和合金的内部结构包含两个方面：其一是金属原子之间的结合方式；其二是原子在空间的排列方式。
金属的性能和原子在空间的排列配置情况有密切的关系，原子排列方式不同，金属的性能就出现差异。
金属材料热处理过程是将金属工件放在一定的介质中加热到适宜的温度，并在此温度中保持一定时间后，又以不同速度在不同的介质中冷却，通过改变金属材料表面或内部的显微组织结构来改变其性能的一种工艺。
因此，对某些金属或合金来说，可以用热处理工艺来改变它的原子排列，进而改变其组织结构，控制其机械性能，以满足工程技术的需要。
不同的热处理条件会产生不同的材料性能改变效果，下面就金属的材料的某些性能来分析其与热处理工艺的关系，以便更好的提高材料的机械性能。
2、金属材料与热处理工艺的关系2.1金属材料的切削性能与热处理预热的关系金属材料加工的整个工艺流程中，如果切削加7-7-艺与热处理工艺之间能相互沟通，密切配合，对提高产品质量将有很大好处。
在金属切削过程中，由于被加工材料、切削刀具和切削条件的不同，金属的变形程度也不同，从而产生不同程度的光洁度。
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钢坯轧制过程温度确定的研究不同的钢种、不同的板坯规格、采用不同的轧机型式，以不同的轧制速度进行轧制，对于轧制不同厚度的成品而言，要求采用不同的钢坯加热温度和和钢坯的加热时间。
本文以成品不同温度时的晶相组织为依据，结合不锈钢轧制时的热应力分析，再参考铁碳相图，制定成品不同厚度的终轧温度，再通过建立轧制过程热模型，反算出板坯的出炉温度，从而对各种形式的加热和轧制提供加热依据。
钢的金属加热温度及热应力的研究不锈钢板坯轧制裂纹形成理论分析不锈钢板坯在轧制过程中，显微裂纹大都在局部塑性变形处产生，这显然与塑性变形过程中位错的运动有关，从塑性变形中位错运动的分析可以看出，裂纹形成的位错理论和模型，包括位错塞积理论、位错反应理论、裂纹在夹杂物边界形成理论等，这些理论的基本思路是在切应力的作用下，促使位错在滑移面上运动。
位错运动中又难免遇到不同的阻碍，造成位错塞积，形成大位错，这种大位错的弹性应力场可能产生大的正应力而促使材料开裂。
位错一般都在晶界、相界、孪晶界、杂质或第二相与基体界面处塞积，从而裂纹也常在这些边界处产生。
一、裂纹形成理论分析裂纹形成的条件从能量的观点上来看，柏氏矢量为b 的几个位错在晶界处塞积而形成长度为2c 的裂纹模型，并将其看作是具有柏氏矢量为nb 的大位错进行分析推导，得出形成裂纹的条件为：σnb ≥2γ （1）式中：σ——外加应力；γ——表面能；nb ——晶体的滑移量；σnb ——产生此滑移时所做的功。
裂纹向前扩展就相当于塞积的向前攀移。
外力对位错所做的功应大于或等于裂纹形成时表面能的增加，亦即σnb ≥2γ。
依据推动滑移的有效切应力为（τs-τi ），对应的切变应力为（τs-τi ）/G ，滑移带的长度等于晶粒直径d ，则可求出裂纹位错的总柏氏矢量nb 的表达式：d G nb i s⎪⎭⎫ ⎝⎛-=ττ （2） 式中：τs ——屈服时的切应力，它等于裂纹形成时的切应力；τi ——位错滑移时的摩擦切应力G ——切变模量。
而τs 与d 之间又存在着经验关系：2/1'-+=d K y i s ττ （3）将上述二式与前述的2/1'-+=d K y i s ττ合并处理，可求出形成裂纹的条件为：()γσG K K d y y i 2'2/1≥+ （4） 为提高材料的韧性，则应使裂纹不易形成。
根据上式可知，为使裂纹不易形成，则需公式左方的数值小于2G γ，则提高韧性的途径是：①增大钢的表面能γ和切变模量G ；②减少'y K 、y K 、位错滑移时的切应力τi 及晶粒直径d ，当温度升高时τi 减小，相应地使韧性升高，这与实际情况是一致的。
如果将τi 忽略不计，而对上式进行处理，还可求出单向拉伸时形成裂纹所需的拉应力σf 为：dG f γσ4≈ （5） 亦即形成裂纹时所需的拉应力与晶粒直径2/1d 成反比。
从以上推导分析可以看出，细化晶粒尺寸d 可提高钢中裂纹形成的难度，相应提高钢的韧性，这是影响韧性最为有效的组织因素。
二、裂纹形成的断裂模型钢中硬而脆的第二相颗粒的存在会影响裂纹的性质。
例如，碳化物颗粒粗大会促进解理断裂，而所含第二相颗粒细小的钢则具有较好的塑性。
依此，通过分析晶界碳化物的影响，提出了如下解理断裂的模型。
设铁素体边界上有厚度为L 0的碳化物，由于外力的作用，碳化物前的铁素体中将形成位错塞位群。
设τ为外加应力在滑移面上的切应力分量，则推动位错运动的有效切应力为τe =τ-τi ，位错塞积前端造成拉应力集中，则应力达到临界状态时，将导致碳化物开裂，此时τ=τe 即：()()2/1214⎥⎦⎤⎢⎣⎡-≥-=d r Er c i e e πτττ （6）式中：γ—柏松比；γc —碳化物的比表面能。
裂纹要伸展到相邻的铁素体晶粒，还要克服铁素体的比表面能，令γp 表示二者之和的有效比表面能，则上式应为：()()⎥⎦⎤⎢⎣⎡-≥-=d r Er p i c e 214πτττ‘ （7）上式为裂纹形核所控制的断裂，当材料达到屈服时，已发生断裂，亦即裂纹一旦形成就立即扩展而至断裂。
而式（6）是一种裂纹扩展所控制的断裂，即当应力在τc 与'e τ之间时，碳化物中形成裂纹之后，尚需经过裂纹扩展段才能通过晶粒。
依次，可进一步推导出裂纹扩展所控制的断裂判据为：()2/10214⎥⎦⎤⎢⎣⎡-≥C r Er p f πσ （8）式中，C 0为裂纹宽度。
从裂纹形成条件的两个模型中可以看出，晶粒尺寸和第二相粒子片层厚度是影响裂纹形成的重要结构因素。
细化晶粒和细化第二相粒子尺寸将使裂纹难于形成，相应使钢的韧性提高。
同时看出，具有较高的弹性模量和组成表面能的钢，其裂纹形成也较困难，从而具有较高的韧性。
三、裂纹扩展难易与钢的韧性裂纹形成后，如已达到临界裂纹长度c a 时，则由失稳扩展而导致材料 脆性断裂；如裂纹形成后尚未达到临界裂纹尺寸，则将逐步扩展到临界裂纹长度时才发生失稳扩展。
裂纹从形成到扩展至临界裂纹尺寸这个亚稳态扩展阶段的长短除取决于应力状态、大小和环境等外界条件外，主要受材料本身的一般软科学性能（强度和韧性）和组织结构参量的影响，例如，裂纹形成后的扩展过程中由于遇到晶界、相界和韧性相等不同阻碍而使裂纹扩展缓慢。
实验观察发现，多晶体金属材料在不同热处理状态下的裂纹具有不同的特点和机制，有些属于韧性断裂，其宏观和微观断口分别为纤维状和韧窝，并相应具有较高的韧性，另一些则属于解理断裂或沿晶断裂机制的脆性断裂，后者具有穿晶小平面河流状准解理断口，相应的韧性较低。
韧性断裂中的微孔聚合型断裂要经过韧窝的形成和克服第二相的障碍而缓慢长大的裂纹扩展阶段。
基于以上情况和思路，一些学者分别提出韧性断裂的应变判据和解理断裂的临界应力判据，相应建立了两种类型断裂与钢的一般软科学性能和组织结构之间关系的模型。
1、韧性断裂的应变判据韧性断裂大致经历基体塑性变形，以及基体和第二相界面或第二相本身开裂而形成微孔，微孔长大以及微孔间金属撕裂使微孔聚合，从而使裂纹扩展等几个阶段。
基于这一研究结果，一些学者分别采用临界应变（n 或εf ）作为判据，提出了断裂韧性与强度参量和组织结构参量之间关系的模型.。
设d T 为第二相粒子间的平均距离，它构成韧带，亦即裂纹前端的屈服区。
此屈服区的应变为ε，当ε达到临界值时，屈服区开裂。
采用屈服区缩颈时的应变量ε的临界值，则此临界值恰好等于材料的硬变强化系数n ，并利用弹性应变公式E σε=，相应热传导出KIC 与强度参量E 、塑性参量n 和组织结构参量d T 之间的关系表达式为： T IC d nE K π2= （9）由于在推导中把弹性变形公式外延到大量变形的塑性变形区边界，故应以有效弹性模量E p 取代E为宜。
根据金相侵蚀法测出的裂纹前沿的塑性区宽度，采用临界应变判据f εε31≈导出了类似的关系式： f s IC E n K εσ325≈ （10） 式中：εc ——裂纹前沿张应力应变峰值；f s 、εσ——屈服强度和单向拉伸时的真实断裂应变。
四、解理断裂的应力依据对于解理断裂或沿晶界断裂等类型的脆性断裂，一些学者则采用临界应力判据建立起相应关系。
当裂纹尖端由于塑性约束使张应力达到临界解理应力时，即发生断裂。
他们采用这种临界解理应力判据，对实验数据进行处理，先后提出了K IC 与强度性能之间的关系式：⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+=sIC s K σσσ0.21*（11） 3*235.2⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=σσs IC K （12） 式中：*σ—发生断裂时的临界应力；s σ—屈服点应力。
可以看出IC K 随临界解应力的增大而增大。
对于低强度钢热轧板的成型性研究中发现，材料的成型性与夹杂物质量分数有关。
当夹杂物质量分数小于0.1%时，反映成型性优劣的杯突值H 与应变强度系数n 成正比；当夹杂物质量分数较高时，杯突值H 值随夹杂物质量分数增大而减小，即：N H f σ1∝ （13）式中：N —夹杂物质量分数（颗粒数/mm 2）从上式看出，N 越大则H 越低。
而H 和K IC 的测试具有相似性，通过对高强度钢的实际研究，他们建立了K IC 与夹杂物质量分数之间的关系：N K sIC 4*σσ-∝ （14）由于夹杂物颗粒间平均距离d T 与夹杂物质量分数之间存在着N d T /1∝关系，故可得出：()T s IC d K σσ-∝* （15）可把*σ看作极限应力，即若b σσ∝*时则()s b σσ-差值越大，亦即屈服强度b s σσ/越低，则材料越不易脆断，即钢的韧性越高，由此可知增大（s σσ-*）和减少夹杂物质量分数均有利于韧性的提高。
一、金属加热温度的研究对于金属的压力加工来说，金属轧制前的加热，是为了获得良好的塑性和较小的变形抗力，加热温度主要根据加工工艺要求，由金属的塑性和变形抗力等性质来确定。
不同的热加工方法，其加热温度也不一样。
金属的塑性和变形抗力主要取决于金属的化学成份、组织状态、温度及其它变形条件。
其中，温度影响的总局势是，随温度升高，金属的塑性增加，变形抗力降低，这是因为温度升高，原子热运动加剧，原子间的结合力减弱，所以变形抗力降低，同时可增加新的滑移系，以及热变形过程中伴随回复再结晶软化过程，这些都提高了金属的塑性变形能力。
但是，随着温度的升高，金属的塑性并不直线上升的，因为相态和晶粒边界同时也发生了变化，这种变化又对塑性产生影响。
钢的加热温度不能太低，必须保证钢在压力加工的末期仍能保持一定的温度（即终轧温度）。
由于奥氏体组织的塑性最好，如果在单相奥氏体区域内加工，这时金属的变形抗力最小，而且加工后的残余应力最小，不会出现裂纹等缺陷。
这个区域对于碳素钢来说，就是在铁碳平衡图的AC3以上30-50℃，固相线以下100-150℃的地方，根据终轧温度再考虑钢在出炉和加工过程中的热损失，便可确定钢的最低加热温度。
钢的终轧温度对钢的组织和性能影响很大，终轧温度越高，晶粒集聚长大的倾向越大，奥氏体的晶粒越粗大，钢的机械性能越低。
所以终轧温度也不能太高，根据铁碳相图最好在850℃左右，最好不要超过900℃，也不要低于700℃。
金属的加热温度，一般来说需要参考金属的状态相图、塑性图及变形抗力图等资料综合确定。
确定轧制的加热温度要依据固相线，因为过烧现象和金属的开始熔化温度有关。
钢内如果有偏析、非金属夹杂，都会促使熔点降低。
因此，加热的最高温度应比固相线低100-150℃。
不锈钢属于一种高合金钢，钢中含有较多的合金元素，合金元素对钢的加热温度也有一定的影响，一是合金元素对奥氏体区域的影响，二是生成碳化物的影响。
对于不锈钢中合金元素如镍、铜、钴、锰等，它们都具有与奥氏体相同的面心立方晶格，都可无限量溶于奥氏体中，使奥氏体区域扩大，钢的终轧温度可相应低一些，同时因为提高了固相线，开轧温度（即最高加热温度）可适当提高一些。