材料塑性

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材料的塑性变形了解材料的可塑性特性

材料的塑性变形了解材料的可塑性特性

材料的塑性变形了解材料的可塑性特性材料的塑性变形是指在一定条件下,材料受到外界力作用而产生形状和尺寸的永久性改变的能力。

塑性变形是材料工程中非常重要的概念,我们需要深入了解材料的可塑性特性以便正确选择和应用材料。

本文将详细介绍材料的塑性变形和其可塑性特性。

一、材料的塑性变形概述在材料工程中,塑性变形是指在材料受到外力作用后,材料发生永久性变形的过程。

与之相对应的是弹性变形,即当外力作用消失后,材料恢复到原来的形状和尺寸。

材料的塑性变形主要表现为拉伸、压缩、弯曲、扭转等形式。

二、材料的可塑性特性1. 塑性变形能力:材料的可塑性特性主要体现在其对外力作用下发生塑性变形的能力上。

一般来说,金属材料更具有塑性变形能力,而脆性材料则相对较差。

2. 塑性变形的可逆性:与弹性变形不同,塑性变形是永久性的,即使外力作用消失,材料也无法完全恢复到原来的形状和尺寸。

这是材料可塑性特性的重要表现。

3. 塑性变形的抗性:材料的抗塑性变形能力与材料的应变硬化特性密切相关。

应变硬化是指材料在塑性变形过程中,随着变形程度的增加,抵抗进一步变形的能力也随之增强。

4. 塑性变形的本质:材料的塑性变形是由于材料的晶体结构的滑移和位错运动所致。

在外力的作用下,晶体中的位错沿着晶体结构中的特定平面和方向移动,导致材料的塑性变形。

三、材料塑性变形的影响因素1. 温度:温度对材料的塑性变形有着重要影响。

一般来说,高温下材料的塑性变形能力增强,而低温则相对减弱。

2. 应变速率:应变速率是指材料在受外力作用下形变的速率。

较高的应变速率会导致材料的变形更加集中,容易发生塑性变形。

3. 结晶度:结晶度高的材料具有较好的塑性变形能力,而非晶态材料则相对较差。

4. 化学成分和加工方式:不同化学成分的材料在受力时表现出不同的塑性特性。

此外,材料的加工方式(如冷轧、热轧等)也会对塑性变形产生影响。

四、材料塑性变形实例1. 金属材料的塑性变形:金属材料是最常见的可塑性材料,广泛应用于工程领域。

衡量材料塑性的两个指标

衡量材料塑性的两个指标

衡量材料塑性的两个指标材料的塑性是指材料在受力作用下发生形变的能力,是材料力学性能的重要指标之一。

衡量材料塑性的两个主要指标是屈服强度和延伸率。

本文将就这两个指标展开讨论。

首先,屈服强度是衡量材料抗拉压变形能力的重要参数。

在材料受到外力作用时,当应力达到一定数值时,材料会发生塑性变形,这个应力的临界值就是屈服强度。

屈服强度的大小直接反映了材料的抗变形能力,屈服强度越高,材料的抗变形能力越强。

屈服强度的大小与材料的成分、晶粒度、热处理等因素有关。

例如,晶粒度越细,屈服强度越高,因为细小的晶粒会阻碍位错的移动,使材料更难发生塑性变形。

其次,延伸率是衡量材料塑性的另一个重要指标。

延伸率是指材料在断裂前能够承受的最大形变量。

通常用百分比来表示,即材料在拉伸过程中的形变量与原始长度的比值。

延伸率越大,材料的延展性越好,也就意味着材料在受力作用下能够发生更大的塑性变形。

延伸率的大小与材料的韧性有关,韧性越大,延伸率也越高。

影响材料延伸率的因素有很多,比如晶粒的形状、尺寸和分布,材料的成分和热处理等。

在工程实践中,屈服强度和延伸率往往是相互影响的。

一般来说,提高材料的屈服强度会降低其延伸率,反之亦然。

因此,在材料设计和选择时,需要综合考虑这两个指标。

例如,在一些要求材料具有较高强度和较好延展性的工程中,可以通过合金设计、热处理工艺等手段来调控材料的组织结构,以达到平衡屈服强度和延伸率的目的。

总的来说,屈服强度和延伸率是衡量材料塑性的两个重要指标,它们直接关系到材料在受力作用下的变形能力和抗拉伸性能。

在工程实践中,合理地选择和调控材料的屈服强度和延伸率,对于提高材料的性能、延长材料的使用寿命具有重要意义。

因此,对于这两个指标的深入了解和合理运用,对于材料工程领域具有重要的意义。

第九章 材料的塑性特性

第九章 材料的塑性特性

§9-3 应力-应变关系的简化模型
1、理想弹塑性模型 对于低碳钢或强化率较低的材料,在应变不太大时或忽 略强化效应而简化为理想弹塑性模型

s
d 0

s, = /E
s, = /E+ si gn
1, 0 s i gn 0, 0 1 0
§9-4 轴向拉伸时的塑性失稳
应力达到C点前,要增加应变需增加应力,这时材料 是稳定的。而到C点后,增加应变时应力反而下降,则称 试件是不稳定的,即所谓的拉伸失稳。 σ
C
此时试件局部的横截面积会 有明显的减小,再用名义应力 和名义应变来描述材料拉伸特 性不适当。
O

l dl ln ln 1 l0 l l0
不加区别用统 一用屈服极限σs 表示
O

p
N e


f
M
反向屈服
应力-应变(σ-ε)图
F点的应力明显低于B 点的应力。通常由于拉伸 时的强化影响到压缩时的 弱化的现象称为包氏效应 (Bauschinger effect)
塑性变形的特点
1、加载过程中应力与应变的关系 一般是非线性的
2、Байду номын сангаас力与应变之间不再具有单一的对应关系。由于加 载路径的不同,同一应力可对应于不同的应变,或同一 应变对应于不同的应力。
d 即: = 1 d
如以截面积收缩比为自变量,则由:
d =0 和颈缩时的条件: dq
=

1 q
, d
dq 1 q
可知在拉伸失稳时真应力应满足条件:
d = dq 1+ q

塑性材料有哪些

塑性材料有哪些

塑性材料有哪些塑性材料是一类具有很强的塑性变形能力的材料,常见的塑性材料有以下几种:1. 聚合物:聚合物是塑性材料的主要类别,包括聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)、聚苯乙烯(PS)、聚氯乙烯(PVC)、聚酯(PET)等。

聚合物具有良好的绝缘性能、化学稳定性和低密度,广泛应用于包装材料、建筑材料、电子产品等领域。

2. 热塑性弹性体(TPE):TPE是一种结合了塑料和弹性体优点的材料,可以在一定温度范围内重复变形,有很好的回弹性。

常见的TPE材料有热塑性弹性体SEBS、TPO等,广泛应用于汽车行业、运动器材等。

3. 聚碳酸酯(PC):聚碳酸酯具有优异的机械性能和透明度,抗冲击性强。

常见的聚碳酸酯包括聚碳酸丁二醇丙烯酸酯(PBT)、聚碳酸乙二醇丙烯酸酯(PETG)等,广泛应用于电子、家电、医疗器械等领域。

4. 聚酰胺(PA):聚酰胺是一类高强度、耐磨、耐热的塑性材料,具有良好的绝缘性能和耐腐蚀性。

常见的聚酰胺有聚酰胺6(PA6)、聚酰胺66(PA66)等,广泛应用于汽车、电气电子、纺织等领域。

5. 聚酯树脂:聚酯树脂是一种高分子化合物,具有优良的机械性能和耐热性。

常见的聚酯树脂包括聚酯环氧树脂、聚酯酮等,广泛应用于航空航天、电子电器等领域。

6. 聚丙烯树脂:聚丙烯树脂具有优异的耐化学性能、热稳定性和电绝缘性能。

常见的聚丙烯树脂有聚丙烯PP、聚丙烯隔热材料等,广泛应用于建筑材料、电子产品等领域。

7. 聚氨酯(PU):聚氨酯是一种硬弹性塑性材料,具有极好的耐磨性、耐化学腐蚀性和吸震性能。

常见的聚氨酯有硅氧烷改性聚氨酯等,广泛应用于汽车制造、建筑材料等领域。

总的来说,塑性材料种类繁多,每种材料都有其特定的优势和应用领域,在工业和生活中都有广泛的应用。

材料的塑性变形

材料的塑性变形

材料的塑性变形材料的塑性变形是材料力学学科中的一个重要概念,指的是材料在受力作用下发生的可逆性变形过程。

塑性变形是材料的一种特性,表现为材料在一定温度和应力情况下,发生塑性变形后不会恢复到原状态。

本文将从塑性变形的定义、性质、影响因素和应用领域等方面展开探讨。

材料的塑性变形是指材料在外力的作用下,呈现出形状的变化,这种变化是可逆的。

与弹性变形不同的是,塑性变形是在超过材料的屈服点后发生的,且发生塑性变形后,材料不会完全恢复到原来的形状。

塑性变形是材料内部晶格结构发生改变的结果,通过滑移、重结晶等机制实现。

塑性变形是材料力学中一个重要的研究对象,它与材料的性能密切相关。

在工程实践中,我们常常需要考虑材料在受力状态下的塑性变形性能,以确保材料在服役过程中不会发生意外事故。

此外,塑性变形还与材料的加工性能、成形性能等密切相关,因此对塑性变形的研究具有重要的理论和实际意义。

塑性变形的性质主要包括以下几个方面:1. 可逆性:塑性变形是可逆的,并且不会引起材料的永久形变。

2. 体积不变性:塑性变形并不改变材料的体积。

3. 定向性:塑性变形是有方向性的,取决于材料的晶体结构和加载方向。

塑性变形的影响因素主要包括应力、温度和变形速率等。

在一定温度条件下,应力越大,材料的塑性变形越明显;温度越高,材料发生塑性变形的能力越强;变形速率对于塑性变形的影响也非常显著,通常情况下,变形速率越大,材料的塑性变形越明显。

材料的塑性变形在工程实践中有着广泛的应用。

例如,金属材料的塑性变形性能直接影响着金属制品的成形性能;塑料制品的塑性变形特性决定了其在加工过程中的可塑性等。

因此,通过研究材料的塑性变形特性,可以指导工程实践中材料加工的选择和工艺优化,提高材料的利用率和产品质量。

总之,材料的塑性变形是材料力学中一个重要的研究领域,具有重要的理论和实际意义。

通过深入研究材料的塑性变形特性,可以有效地指导工程实践中材料的选择和制造过程,为优化材料性能和提高产品质量提供理论支持。

材料塑性名词解释

材料塑性名词解释

材料塑性名词解释材料塑性(plasticity)是指材料在受载荷时可根据外力形变后能保持该状态的能力。

它是材料物理性质、机械性能和结构特性的重要表现,它的研究也是工程应用和力学分析的重要基础。

材料塑性既有可塑性,也有脆性,这两种属性受到材料形式、结构、成分、应力和温度等因素的影响,在不同的应变率和温度条件下,它们的变化也有所不同。

可塑性是指材料在受载荷时可零应变后保持结构形状(致密)的能力,它是金属材料(钢、铝等)和非金属材料(橡胶、塑料、玻璃等)的重要性质。

非金属材料一般具有更强的可塑性,但金属材料也有可塑性,只是范围和程度比非金属材料要小,它的可塑性好坏可以通过增加材料内杂质(包括合金元素)和减少应力(通过冷却和冷硬)来改善。

脆性是指材料在受载荷时破裂或断裂的能力,基本上适用于所有材料,不管它们具有多大的可塑性。

一般来说,随着温度的升高,材料可塑性增强,同时也会增加它们的脆性。

因此,要避免材料的脆性,需要减少材料的温度以降低应力,抑制结构的变形。

可塑性和脆性的实际应用就是工程设计和制造。

从工程设计的角度来看,可塑性应该是材料可承受的最大载荷,而脆性可以确保材料在载荷大于可塑性时发生断裂,从而防止材料继续受到损坏。

而在工程制造中,材料塑性是控制材料的加工精度的必要条件,任何形状和尺寸的零件都需要很好的材料塑性才能保持其几何精度和强度。

另外,材料塑性也是材料物理性质和机械性能的重要指标。

在应用工程中,材料的变形和变化可以通过应变率和应力状态来衡量,这就要求材料在受不同外力时有足够的可塑性和脆性,从而防止材料受到损坏,保证结构的功能和强度性能等。

综上所述,材料塑性是材料重要的物理性质和机械性能,它是决定材料表现好坏的关键指标,它不仅是工程应用和力学分析的基础,也是工程设计和制造的依据。

因此,要正确理解和分析材料塑性,控制它的变化,是保证材料的性能和有效应用的必要条件。

材料的塑性指标

材料的塑性指标塑性指标是材料力学性能的重要参数之一,它反映了材料在受力作用下的变形能力和抗变形能力。

塑性指标的大小直接影响着材料的加工性能和使用性能,因此对于不同类型的材料,其塑性指标的测试与评价显得尤为重要。

一、金属材料的塑性指标。

金属材料是工程中应用最广泛的一类材料,其塑性指标主要包括屈服强度、延伸率和冷加工硬化指标。

屈服强度是金属材料在受力过程中开始发生塑性变形的应力值,通常用σs表示;延伸率是金属材料在拉伸断裂前的变形量与原始标距之比,通常用δ表示;冷加工硬化指标是金属材料在冷加工过程中硬化的程度,通常用n表示。

这三个指标综合反映了金属材料的塑性变形能力和抗变形能力。

二、塑料材料的塑性指标。

塑料材料是一类非晶态材料,其塑性指标主要包括拉伸强度、断裂伸长率和热变形温度指标。

拉伸强度是塑料材料在拉伸过程中发生破坏的应力值,通常用σb表示;断裂伸长率是塑料材料在拉伸断裂前的变形量与原始标距之比,通常用δ表示;热变形温度指标是塑料材料在一定应力条件下发生热变形的温度范围,通常用Tf表示。

这三个指标综合反映了塑料材料的塑性变形能力和抗变形能力。

三、复合材料的塑性指标。

复合材料是由两种或两种以上的材料组合而成的新型材料,其塑性指标主要包括屈服强度、断裂伸长率和热变形温度指标。

屈服强度是复合材料在受力过程中开始发生塑性变形的应力值,通常用σs表示;断裂伸长率是复合材料在拉伸断裂前的变形量与原始标距之比,通常用δ表示;热变形温度指标是复合材料在一定应力条件下发生热变形的温度范围,通常用Tf表示。

这三个指标综合反映了复合材料的塑性变形能力和抗变形能力。

综上所述,材料的塑性指标是评价材料塑性变形能力和抗变形能力的重要依据,不同类型的材料有着不同的塑性指标测试方法和评价标准,通过对材料的塑性指标进行科学准确的测试和评价,可以为材料的设计选择、加工制造和使用提供重要参考依据。

材料的塑性行为与塑性成形

材料的塑性行为与塑性成形材料的塑性行为和塑性成形是材料科学与工程领域中非常重要的研究内容。

塑性行为是指材料在受力作用下能够发生可逆或不可逆的形变行为,而塑性成形是指通过外力作用将材料塑性变形成所需形状的加工过程。

本文将从理论和应用两个方面探讨材料的塑性行为与塑性成形。

一、材料的塑性行为材料的塑性行为研究了材料在外力作用下形变发生的机制以及在形变过程中材料的应力-应变关系。

一般来说,塑性行为与材料的内部结构和成分有着密切的关系。

常见的金属材料具有较好的塑性,其塑性行为主要通过晶体滑移和晶界滑移来实现。

当晶体受到外力作用时,晶体内的原子通过滑移的方式移动,使得晶体整体发生形变。

而晶界滑移指的是晶体之间的界面上原子的滑移现象,也是塑性形变的重要机制之一。

材料的塑性行为可以通过应力-应变曲线进行表征,即应力与应变的关系。

在材料受力作用下,应力会随着应变的增加而增加,这种关系可以用应力应变曲线来表示。

应力应变曲线通常可以划分为弹性区、屈服点、塑性区和断裂点等几个阶段。

在弹性区,应变随应力的增加而线性增长,而在屈服点之后进入塑性区,应变将会迅速增加,材料开始呈现可塑性。

除了应力应变曲线,材料的屈服强度、延伸率和冷变性等参数也可以用来评价材料的塑性行为。

这些参数的确定对于材料的塑性成形有着重要的指导意义。

二、材料的塑性成形塑性成形是通过外力作用将材料塑性变形成所需形状的加工过程。

它是传统金属加工工艺的重要分支,广泛应用于制造业的各个领域。

常见的塑性成形工艺包括锻造、压力成形、挤压、拉伸、弯曲等。

锻造是一种通过将高温下金属材料置于模具中受到冲击或挤压而使其塑性变形成所需形状的金属加工工艺。

它是最古老的金属加工工艺之一,用于制造各种形状的零件和工件。

压力成形是通过对金属材料施加压力以改变其原始形状的加工过程。

常见的压力成形工艺包括冲压、深冲、模锻和轧制等。

挤压是一种通过外力作用下金属材料挤出模具而成为一定形状的金属加工工艺。

物理实验技术中的材料塑性性能测试方法与实验技巧

物理实验技术中的材料塑性性能测试方法与实验技巧引言材料的塑性性能是指材料在外力作用下的变形能力和抗变形能力,对于材料的研究和应用具有重要意义。

而能准确测定材料的塑性性能则需要合适的测试方法和实验技巧。

本文将介绍几种常见的材料塑性性能测试方法和实验技巧,帮助读者加深对物理实验技术的理解与应用。

一、拉伸试验拉伸试验是一种广泛应用的测试方法,用于测定材料的延展性。

其中最常见的参数是材料的屈服强度、延伸率和断面收缩率。

该试验需要先将材料样本加工成标准形状,然后在拉伸机上施加力,使其受拉断裂。

通过测量拉伸过程中施加的负荷和样本的变形,可以计算出材料的力学性能。

对于不同材料,需要选择合适的拉伸速度和温度,以及适当的试样尺寸,以保证测试结果的准确性。

二、硬度测试硬度是材料抵抗表面变形和穿透的能力。

常见的硬度测试方法有布氏硬度(Brinell hardness)、维氏硬度(Vickers hardness)和洛氏硬度(Rockwell hardness)等。

这些方法通过在材料表面施加特定的力,然后测量产生的印痕来确定材料的硬度。

硬度测试不需要破坏材料,适用于各种形状和尺寸的材料。

测试时需要选择合适的压头和测试负荷,以及控制测试时间和温度,以获得准确的硬度值。

三、冲击试验冲击试验用于评估材料的抗冲击性能,即抵抗高能量冲击载荷的能力。

常用的冲击试验方法有冲击韧性试验和冲击脆化试验。

冲击韧性试验通常使用冲击试样机,在样品上施加冲击载荷,然后观察材料的断裂形态和破坏特征。

冲击脆化试验则是将试样暴露在低温环境中,然后施加冲击载荷,测试材料在低温下的抗冲击性能。

冲击试验需要注意选择合适的试样尺寸和测试温度,以及准确记录试验过程中的数据,以得出可靠的结论。

四、蠕变实验蠕变是材料在一定温度和应力下发生的不可逆变形。

蠕变实验是通过施加恒定应力和温度,观察材料在一段时间内的变形情况,来评估其蠕变性能。

蠕变实验通常使用蠕变试验机,在试样上施加恒定应力,并控制试验温度。

材料的塑性指标

材料的塑性指标材料的塑性指标是指材料在外力作用下发生塑性变形的能力。

塑性变形是指材料在外力作用下,经过一定的应力和应变过程后,能够保留一部分塑性变形,并且在外力去除后不会完全恢复原状的性质。

塑性指标是评价材料的塑性变形能力的重要指标之一。

材料的塑性指标通常包括以下几个方面:1. 屈服点:材料在拉伸过程中,当应力逐渐增加到一定程度时,材料会发生起伏现象,这时应力达到最大值,并不再随应变增加而增加,材料开始出现塑性变形。

屈服点是指材料在拉伸过程中出现起伏现象时的应力值。

2. 屈服强度:屈服强度是指材料在塑性变形开始时的应力值。

屈服强度越高,材料的塑性变形能力越强。

3. 极限延伸率:极限延伸率是指材料在拉伸过程中的最大应变值。

延伸率越大,材料的塑性变形能力越高。

4. 断裂延伸率:断裂延伸率是材料在拉伸过程中发生断裂前的应变值。

断裂延伸率越大,材料的塑性变形能力越高。

5. 弯曲塑性:弯曲塑性是指材料在弯曲过程中发生塑性变形的能力。

材料的弯曲塑性能力越强,说明材料的塑性变形能力越高。

常见的具有优良塑性的材料包括铝、铜、镁等金属材料及高分子材料等。

这些材料具有较高的屈服强度和较大的延伸率,能够在外力作用下发生塑性变形,并且保持一定的变形能力。

塑性指标对于材料的工程应用具有重要意义。

在选择材料时,需要根据具体的工程环境和使用要求来确定所需的塑性指标。

对于需要高塑性材料的工程,如汽车制造、航空航天等领域,需要选用塑性变形能力强的材料,以确保材料在外力作用下能够承受变形而不破坏。

而对于需要高刚性的工程,如建筑结构等领域,则更注重材料的强度和刚性,塑性指标相对较低。

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A material that experiences very little or no plastic deformation upon fracture is termed brittle.
只有弹性形变,无塑性 形变或塑性形变很小。
韧性(toughness)
Toughness is a mechanical term that is used in several contexts;loosely speaking ,it is a measure of ability of a materials to absorb energy up to fracture.
材料在外应力去除后仍保持部分应变的特性。
延展性(Ductility)
材料发生塑性变形而不发生断裂的能力。 It is a measure of the degree of plastic
deformation that has been sustained at fracture.
脆性(brittle)
韧度:使材料发生断裂时所须作的功的量度。
塑性
塑性(Plasticity):材料在外应力去除后仍保持部分 应变的特性。
延展性(Ductility):材料发生塑性变形而不发生断 裂的能力。
强度:材料因断裂或不可逆形变而破坏时的应力
金属材料中金属键没有方向性,滑移系很多,容 易发生滑移而产生塑性变形,具有较好的延展性。
无机非金属的塑性
AgCl离子晶体可以冷轧变薄。KCl、KBr和 MgO单晶也可弯曲而不断裂;含CeO2的四 方ZrO2多晶瓷,有很大的塑性,由四方相 变为单斜相。(相变塑性)
MgO 断裂 25
20
KBr 断裂 5
材料的蠕变 creep
蠕变(Creep):指在恒定的应力作用下,材 料的应变随时间增加而逐渐增大的现象。
Non-crystalline ceramics
Plastic deformation does not occur by dislocation motion for Non-crystalline ceramics because there is no regular atomic structure.
are slip and twinning
无机非金属材料的离子键和共价键具有明显 的方向性,同号离子相遇,斥力极大,只有 个别的滑移系能满足位错运动的几何条件和 静电作用条件,不易发生塑性变形,延展性 一般较差。
高温时位错运动速度快,使得Al2O3等在室 温下不易滑移的脆性材料,在温度大于 1000℃以上,也能产生一定程度的塑性变 形。
➢ oa段形变是瞬时发生的和时间没有关系 ➢ 第一阶段蠕变ab,蠕变减速阶段 A为常数。
低温时n=1, Alnt;
高温时n=2/3,
1
3At3
➢ 第二阶段蠕变bc,稳态蠕变阶段
d
(常数)
K
K应t变与时间
成d正t 比
➢ 第三阶段蠕变cd,加速蠕变阶段。
应变率随时间增加,最后到d点断裂
Typical creep curve(strain vs time) three(four) distinct regions
Rather, these materials deform by viscous flow, the same manner in which liquids deform; the rate of deformation is proportional to the applied stress.
晶界蠕变理论
多晶陶瓷中存在大量晶界,当晶界位相差大时, 可以把晶界看成是非晶体,
因此在温度较高时,晶界的粘度迅速下降, 外力导致晶界粘滞流动,发生蠕变。 常温下无机材料呈脆性,不需考虑蠕变,但在
高温下,会产生不同程度的蠕变。
影响蠕变的因素
温度:温度升高,蠕变增大 应力:蠕变随着拉应力的增加而增大,若对
3、方法
1)锻造 自由锻造和模膛锻造
自 由 锻 造
模 膛 锻 造
2)板料冲压(又称薄板冲压和冷冲压)
3)冷拔和冷镦
4)轧制、挤压等
2)加热时冷变形金属的组织与性能的改变
• 出现再结晶,原子重新排列。此称热变形。
• 条件:加热温度高于再结晶温度,即:
T T再=(0.5~0.7)T熔(K)。
材料施加压应力,则增加蠕变的阻力。 显微结构的影响:
气孔率增加,蠕变率也增加;晶粒尺寸减小,蠕变率越大;玻璃相随着 温度的升高,粘度降低,因而变形速率增大,即蠕变率也增加。
组成:组成不同,材料的蠕变行为不同; 晶体结构:共价键结构程度的增加,抗蠕变
性能较好。
材料的 黏弹性与滞弹性
黏弹性(Viscoelasticity)定义:材料的变形 处于理想的弹性固体和理想的黏性液体之间, 既有固体的弹性,又有液体的黏性。
ψ = (A0-Al)/ A0×100%
工程上 一般以 光滑圆 柱试样 的拉伸 伸长率 和断面 收缩率 作为塑 性性能 指标。
塑性(plasticity)
The stress is not proportional to strain, and permanent, unrecoverable deformation
Crystalline ceramics
For crystalline ceramics, plastic deformation occurs,as with metals,by the motion of dislocation.
One reason for the hardness and brittleness of these materials is the difficulty of slip.
For transient (primary) creep, the rate (or slope) diminishes with time.
The plot becomes linear(i.e., creep rate is constant) in the steady-state.
Finally, deformation accelerates for tertiary (第 三的)creep, just prior to failure (rupture).
滞弹性(弹性后效):材料在快速加载或快速卸 载之后,随时间的延长而产生的附加弹性应变 的性能。
蠕变性能指标
(1)蠕变极限 在给定温度下,使试样在蠕变的第二阶段产
生规定稳态蠕变速率的最大应力,记做σεT (Mpa),上角标T表示温度,下角标表示 在蠕变第二阶段产生规定稳态蠕变速度 如σ1*10-5500 = 80MPa ,表示在500℃下,第 二阶段的稳态蠕变速率等于1*10(-5)%/h的 蠕变极限为80MPa
Creep: the time-dependent plastic deformation of materials subjected to a constant load(or stress) and the temperatures greater than about 0.4Tm.
延 伸 率
第三节:塑性变形及其性能指标
材料的塑性 塑性变形的机理 材料的蠕变 材料的塑性指标 材料的超塑性
利用固态金属的塑性,使其受力,改变 形状、尺寸并改善组织,性能,获得所需形状 、尺寸和可靠性能的毛坯或零件。
2、条件
1)塑性材料。低碳钢、铝、铜合金最好; 2)受力塑性变形、满足屈服条件:
σ>σs(材料屈服强度)。
E称为弹性模量, 表示材料的刚性。 此应力范围内撤
去应力则变形完 全消失,称为弹 性变形。 σe称为弹性极限 (elastic limit) 。
2 应力超过σe时发生塑性变形,应力去除后 变形部分恢复。开始发生塑性变形的最小应力 叫屈服极限 (yeilding limit) σs。
对于无明显屈服极限的材料,规定以产生 0.2%残余变形的应力作为屈服极限,以σ0.2表 示。
b a 第一阶段蠕变
弹性伸长
起始段oa:瞬时弹性变形 与时间无关系
减速蠕变阶段ab:应变速率 随时间递减
稳态蠕变阶段dc:蠕变速率几乎不变 加速蠕变阶段cd:应变率随时间的
d 增加而加快
c 第三阶段蠕变
第二阶段蠕变
o
时间/h
加速蠕变阶段。应变率随时 间增加,最后到d点断裂
应变与时间成正比 蠕变减速阶段 瞬时发生的和时间没有关系
无机非金属材料的离子键和共价键具有明显的方 向性,滑移系统较少,不易发生塑性变形,延展 性一般较差。
Байду номын сангаас
塑性变形的机理 plastic deformation mechanisms
滑移和孪晶是晶体塑性变形的两种基本形式。 plastic deformation mechanisms for crystalline
For crystalline ceramic materials for which the bonding is predominantly ionic,there are very few slip systems along which dislocations may move.
This is a consequence of the electrically charged nature of the ions.
On the other hand, for ceramics in which the bonding is highly covalent, slip is also difficult and they are brittle for the following reasons:(1) the covalent bonds are relatively strong;(2) there are also limited numbers of slip systems; and (3) dislocation structure are complex.
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