大连理工大学精品课程-材料力学性能-第一章-塑性变形(4)
塑性变形名词解释
塑性变形名词解释塑性变形是指物质在受外力作用下发生不可逆的形变现象，其过程中原子或分子之间的排列和结构发生变化。
与弹性变形不同，塑性变形一旦发生，物质会永久性地保留其新的形状，无法恢复到原来的状态。
塑性变形广泛应用于材料科学、工程设计和制造等领域。
塑性变形的机制主要包括滑移、位错、扩散和相变等。
滑移是指晶格中的层状或面状结构在外力作用下沿着特定的晶面滑动，使晶体形成一种新的排列方式。
位错是晶格中原子位置的不连续和错位，是塑性变形的主要因素。
位错可以通过滑移、扩散或界面运动等方式发生移动，从而导致物质发生形变。
扩散是指物质中原子、离子或分子在固态中的移动，可以促使位错发生移动并引起塑性变形。
相变是一种物质由一个物态转变为另一个物态的过程，通过控制相变条件，可以实现塑性变形。
塑性变形对于材料的物理性质和力学性能具有重要影响。
塑性变形可以提高材料的延展性和塑性，降低其脆性和硬度，使其更适合于各种加工工艺。
塑性变形还可以改善材料的强度、硬度和韧性等机械性能，使之更适合于工程设计和制造。
此外，塑性变形还可以提高材料的导电性、导热性和耐腐蚀性等物理性质，扩大其应用领域。
塑性变形可以通过多种方式实现，包括热变形、冷变形、压力变形和拉力变形等。
热变形是在高温下进行的塑性变形，利用高温使材料的形变性能得以改善。
冷变形是在室温下进行的塑性变形，适用于各种类型的材料加工。
压力变形是通过在材料表面施加压力，使材料在局部区域内发生塑性变形。
拉力变形是通过对材料施加拉力，使其在延伸方向上发生塑性变形。
总之，塑性变形是物质在外力作用下发生不可逆形变的过程，其机制包括滑移、位错、扩散和相变等。
塑性变形对于材料的物理性质和力学性能具有重要影响，可以改善材料的延展性、韧性和均匀性，使之适应不同的工程需求。
塑性变形可以通过热变形、冷变形、压力变形和拉力变形等方式实现，广泛应用于材料科学、工程设计和制造等领域。
大连理工材料科学基础精华版第一章
净能 EN
EN FN dr FAdr FR dr EA ER
r
r
r
平衡距离r0 Equilibrium distance； 当 FA+ FR = 0 时的原子间距 当r = r0 时， E0称为结合能（Bonding energy），将2个原子无限分离 所需能量。平衡距离下的作用能 通常r0 0.3nm (3Å)
活泼的金属元素(IA，IIA和IIIA主族金属元素和低价态的过渡金属元素)和 活泼的非金属元素 (VIA，VIIA和N元素)之间。
电负性相差大的原子相互靠近时，成为正负离子，通过库仑静电引力形成。
Cl- Na+
例如：NaCl, MgO
电子转移
A 吸引能：E A r B 排斥能： E R n (n~8) r
Pauling electronegativtiy
1.2 原子的结合方式
原子键合的本质
从作用力角度： 吸引力 attractive force FA
排斥力 repulsive force FR
合力 net force FN FN = FA + FR
FN = 0 平衡位置r0
从能量角度： 吸引能（Attractive energy）EA 排斥能（Repulsive energy）ER 净能 （Net potential energy）EN
物质结构
第一章 原子结构
1. 任何物质由原子组成
结合方式 物质的性能 排列方式
2. 物质的聚集状态：
气态gas、液态liquid和固态solid
3. 工程材料通常是固态物质，是由各种元素通过 原子、离子或分子结合而成
原子、离子、分子之间的结合力称为结合键bond。 它们的具体组合状态称为结构structure。
材料力学性能大连理工大学课后思考题答案解读
第一章 单向静拉伸力学性能 一、 解释下列名词。
1弹性比功：金属材料吸收弹性变形功的能力，一般用金属开始塑性变形前单位体积吸收的最大弹性变形功表示。
2．滞弹性：金属材料在弹性范围内快速加载或卸载后，随时间延长产生附加弹性应变的现象称为滞弹性，也就是应变落后于应力的现象。
3．循环韧性：金属材料在交变载荷下吸收不可逆变形功的能力称为循环韧性。
4．包申格效应：金属材料经过预先加载产生少量塑性变形，卸载后再同向加载，规定残余伸长应力增加；反向加载，规定残余伸长应力降低的现象。
5．解理刻面：这种大致以晶粒大小为单位的解理面称为解理刻面。
6．塑性：金属材料断裂前发生不可逆永久（塑性）变形的能力。
韧性：指金属材料断裂前吸收塑性变形功和断裂功的能力。
7.解理台阶：当解理裂纹与螺型位错相遇时，便形成一个高度为b 的台阶。
8.河流花样：解理台阶沿裂纹前端滑动而相互汇合,同号台阶相互汇合长大,当汇合台阶高度足够大时,便成为河流花样。
是解理台阶的一种标志。
9.解理面：是金属材料在一定条件下，当外加正应力达到一定数值后，以极快速率沿一定晶体学平面产生的穿晶断裂，因与大理石断裂类似，故称此种晶体学平面为解理面。
10.穿晶断裂：穿晶断裂的裂纹穿过晶内，可以是韧性断裂，也可以是脆性断裂。
沿晶断裂：裂纹沿晶界扩展，多数是脆性断裂。
11.韧脆转变：具有一定韧性的金属材料当低于某一温度点时，冲击吸收功明显下降，断裂方式由原来的韧性断裂变为脆性断裂，这种现象称为韧脆转变12.弹性极限：试样加载后再卸裁，以不出现残留的永久变形为标准，材料能够完全弹性恢复的最高应力。
13.比例极限：应力—应变曲线上符合线性关系的最高应力。
14.解理断裂：沿一定的晶体学平面产生的快速穿晶断裂。
晶体学平面－－解理面，一般是低指数、表面能低的晶面。
15.解理面：在解理断裂中具有低指数，表面能低的晶体学平面。
16.静力韧度：材料在静拉伸时单位体积材料从变形到断裂所消耗的功叫做静力韧度。
材料力学性能大连理工大学课后思考题答案
第一章 单向静拉伸力学性能 一、 解释下列名词。
1弹性比功：金属材料吸收弹性变形功的能力，一般用金属开始塑性变形前单位体积吸收的最大弹性变形功表示。
2．滞弹性：金属材料在弹性范围内快速加载或卸载后，随时间延长产生附加弹性应变的现象称为滞弹性，也就是应变落后于应力的现象。
3．循环韧性：金属材料在交变载荷下吸收不可逆变形功的能力称为循环韧性。
4．包申格效应：金属材料经过预先加载产生少量塑性变形，卸载后再同向加载，规定残余伸长应力增加；反向加载，规定残余伸长应力降低的现象。
5．解理刻面：这种大致以晶粒大小为单位的解理面称为解理刻面。
6．塑性：金属材料断裂前发生不可逆永久（塑性）变形的能力。
韧性：指金属材料断裂前吸收塑性变形功和断裂功的能力。
7.解理台阶：当解理裂纹与螺型位错相遇时，便形成一个高度为b 的台阶。
8.河流花样：解理台阶沿裂纹前端滑动而相互汇合,同号台阶相互汇合长大,当汇合台阶高度足够大时,便成为河流花样。
是解理台阶的一种标志。
9.解理面：是金属材料在一定条件下，当外加正应力达到一定数值后，以极快速率沿一定晶体学平面产生的穿晶断裂，因与大理石断裂类似，故称此种晶体学平面为解理面。
10.穿晶断裂：穿晶断裂的裂纹穿过晶内，可以是韧性断裂，也可以是脆性断裂。
沿晶断裂：裂纹沿晶界扩展，多数是脆性断裂。
11.韧脆转变：具有一定韧性的金属材料当低于某一温度点时，冲击吸收功明显下降，断裂方式由原来的韧性断裂变为脆性断裂，这种现象称为韧脆转变12.弹性极限：试样加载后再卸裁，以不出现残留的永久变形为标准，材料能够完全弹性恢复的最高应力。
13.比例极限：应力—应变曲线上符合线性关系的最高应力。
14.解理断裂：沿一定的晶体学平面产生的快速穿晶断裂。
晶体学平面－－解理面，一般是低指数、表面能低的晶面。
15.解理面：在解理断裂中具有低指数，表面能低的晶体学平面。
16.静力韧度：材料在静拉伸时单位体积材料从变形到断裂所消耗的功叫做静力韧度。
大连理工大学精品课程-材料力学性能-第四章-金属的断裂韧度(2)
建立符合塑性变形临界条件（屈服）的函数表达
式r=f()，该式对应的图形即代表塑性区边界形状，
其边界值即为塑性区尺寸。
由材料力学可知，通过一点的主应力1、2、 3和x、y、z方向上各应力分量的关系为：
7
2020年7月30日 星期四
第四章 金属的断裂韧度
1 x y
2
x
2
y
2
2 xy
1 K cos 1 sin
展。我们将x方向(＝0)的塑
性区尺寸r0定义为塑性区宽 度。
10
图4-2 裂纹尖端附近塑性区 的形状和尺寸
2020年7月30日 星期四
第四章 金属的断裂韧度
r0
1
2
K
ys
2
KI—应力场强度因子
ys—有效屈服应力
s—单向拉伸时的屈服强度 —泊松比
r0
1
2
K
s
2
（平面应力）
r0
(1 2 2
)2
、有效裂纹及KI的修正 由于裂纹尖端塑性区的存在，会降
低裂纹体的刚度，相当于裂纹长度的增
加，因而会影响应力场及KI的计算，所 以要对KI进行修正。最简单和实用的方 法是在计算KI时采用虚拟等效裂纹代替 实际裂纹。
20
2020年7月30日 星期四
第四章 金属的断裂韧度
如图4-5所示，裂纹a前方
区域未屈服前，y的分布曲线
2020年7月30日 星期四
第四章 金属的断裂韧度
KI≥KI(KIC)是一个很有用的关系式，它将 材料的断裂韧度同机件的工作应力及裂纹尺寸 的关系定量地联系起来了。应用这个关系式可 解决有关裂纹体的断裂问题：如可以估算裂纹
体的最大承载能力、允许裂纹尺寸a及材料断
材料的力学性能课件10_塑性变形
Mechanical Properties of Materials
材料力学行为的机理分析
外加 载荷
弹性
断裂
环境 因素
加载方式
塑性
材料成分 组织结构
损伤
介质
加载速度
黏性
材料力学行为
失效
温度
材料力学行为的机理分析
• 第9章 弹性变形（2学时） • 第10章 塑性变形（2学时） • 第11章 断裂（4学时） • 第11章 损伤（2学时）
塑性变形的物理机制
单晶体应力应变曲线
①易滑移阶段（Ⅰ） 当τ达到晶体的τc后，应力增加不多，便 能产生相当大的变形，近似为线性流变阶 段。在阶段Ⅰ，晶体中位错密度低，分布 均匀，所以应变硬化速率很低，约为104G
②线性硬化阶段（Ⅱ） 位错密度增大到中等程度，滑移可以在几 组相交的滑移面中发生，但由于运动位错 之间的交互作用及其所形成不利于滑移的 结构状态，随应变量的增大，应变硬化十 分显著，应力与应变近似呈线性关系，应 变硬化速率大致为G/300。
塑性变形的影响
组织结构的变化
随着塑性变形程度的增加，各个晶粒的滑移方向逐渐向主形变方向转动，使多晶 体中原来取向互不相同的各个晶粒在空间取向逐渐趋向一致，这一现象称为择优取向。 形变金属中的这种组织状态则称为形变织构。随着形变织构的形成，多晶体各向异性 也逐渐显现。 形变织构现象对于工业生产有时可加以利用，有时则要避免。
面心立方晶格 滑移系:4×3＝12
密排六方晶格 滑移系:1×3＝3
塑性变形的物理机制
单晶体的塑性变形
1、滑移
压缩
拉伸
滑移时晶面的转动
晶体发生转动的力偶
塑性变形的物理机制
大连理工考研专业课《816材料力学》大纲
第1章材料力学的基本概念 2、轴向拉伸及压缩 3、剪切 4、扭转 5、弯曲内力6、弯曲应力 7、弯曲变形 8、应力状态理论和强度理论 9、组合变形 10、压杆稳定11、能量法 1 2、静不定系统 13动栽荷 14、疲劳《材料力学》教学大纲（4.5 学分，72 学时。
课堂教学64学时，实验教学8学时）适用专业：过程装备与控制工程（必修）材料力学是过程装备与控制工程专业（即专业目录修订前的化工设备与机械专业）的一门重要技术基础课。
它是机械设计、过程机械、成套装备优化设计、压力容器安全评估、典型过程设备设计等各门后续专业课程的基础，并在许多工程技术领域中有着广泛的应用。
本课程的任务是使学生掌握材料力学的基本概念、基本知识；训练学生对基本变形问题进行力学建模和基本计算的能力；使学生熟悉材料力学分析问题的思路和方法；培养学生自觉运用力学观点看待工程和日常生活中实际事物的意识。
目的在于为学习本专业相关后继课程打好力学基础。
二、课程内容、基本要求与学时分配1．引言。
材料力学基本概念、教学任务、研究方法以及背景知识介绍。
（2学时）2．轴向拉伸和压缩。
熟练掌握轴向拉伸与压缩的内力计算，截面法，轴力，轴力图。
轴向拉伸（压缩）时横截面及斜截面上的应力。
拉（压）杆的变形计算，胡克定律，叠加原理，杆系结点的位移计算。
了解拉压杆的应变能及应变能密度的概念，材料在拉伸和压缩时的力学性质，掌握拉（压）杆的强度条件。
（6学时）3．剪切。
熟练掌握剪切胡克定律，学会画剪力图。
掌握用剪切强度和挤压强度条件进行简单设计和实用计算。
（3学时）4. 扭转。
熟练掌握薄壁圆筒的扭转，外力偶矩，扭矩，扭矩图，等直圆杆扭转时横截面上的应力，切应力互等定理，等直圆杆扭转时的变形计算，了解斜截面上的应力及应变能计算，掌握强度条件和刚度条件的建立。
（4学时）5．弯曲内力。
熟练掌握平面弯曲的概念，指定截面的剪力和弯矩计算，剪力方程和弯矩方程，剪力图和弯矩图，剪力-弯矩与分布荷载之间的微分关系，叠加法做弯矩图。
大连理工大学精品课程-材料力学性能-第一章-金属断裂(2)
解理面(001) 扩展方向[110]
挛晶面(112) 挛晶方向[111]
27
图1-67 解理舌形成示意图
2020年7月26日 第一章 单向静载下材料的力学性能 星期日 准解理
材料中弥散细小的第二
相影响裂纹的形成与扩展，
使裂纹难于严格按一定晶体
学平面扩展，断裂路径不再 与晶粒位向有关，主要与细 小碳化物质点有关。其微观 特征似解理河流但又非真正 28 解理，故称准解理。
24
图1-64 河流通过大角度 晶界时的扇形花样
2020年7月26日 第一章 单向静载下材料的力学性能 星期日
当解理裂纹通过扭转晶界时，因晶界两侧晶
体以边界为公共面转动一个角度，使两侧解理裂
纹存在位向差，故裂纹不能直接越过晶界而必须
重新成核，裂纹将沿若干组
新的相互平行的解理面扩展
而使台阶激增，形成为数众
1
m
E s
a0
2
s——表面能；
a0——原子面间距； E——弹性模量
1
1
形成裂纹的力学条件为： (f
i )
d
2
Es 2
2r a0
可得： f i 2Er s
da0
f——形成裂纹所需
的切应力；
7
2020年7月26日 第一章 单向静载下材料的力学性能 星期日 （二）、解理裂纹的扩展 以上所述主要涉及解理裂纹的形成，并不意味 着由此形成的裂纹将迅速扩展而导致材料断裂。解 理断裂过程包括以下三个阶段：塑性变形形成裂 纹；裂纹在同一晶粒内初期长大；裂纹越过晶界向 相邻晶粒扩展。
多的 “河流”，这与通过大角
度晶界的情况类似。
25
图1-65 河流花样通过扭转晶界
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6
系数），是真实应变等于1.0时的真实应力
2020年7月25日 第一章 单向静载下材料的力学性能 星期六
这几个公式的相关系数都在0.99以上。 ★Swift公式中的e0相当于预应变值，用于描述同 一材料或相同形变硬化特性材料经过不同预应变 的流变曲线。 ★ Lüdwick公式中的S0相当于屈服应力，用于描 述具有相似形变硬化特性但有不同屈服应力时的 流变曲线。 ★ Hollomon公式最简单，目前被广泛采用。 7
工程应力-应变曲线
e
4
图1-41 真实应力-应变曲线和工程应力-应变曲线比较
2020年7月25日 第一章 单向静载下材料的力学性能 星期六
通过流变曲线的拟合表达式（经验方程 式），可以找出表征形变强化能力的参量。在 拉伸试验中，对塑性较好的材料，一般会在均 匀塑性变形终结且承力水平达到极值以后出现 颈缩，使试样进入非均匀的集中塑性变形阶段， 所以，上述拟合分析既可针对均匀塑性变形阶 段，也可针对非均匀塑性变形阶段或全过程进 行，只需进行修正即可。 5
2020年7月25日 第一章 单向静载下材料的力学性能 星期六
2.应变硬化和塑性变形适当配合，可使金属进行 均匀塑性变形，从而保证冷变形工艺顺利实施。
金属的塑性变形是不均匀的，时间上也有先 后，由于金属具有应变硬化能力，哪里有变形， 它就在哪里阻止变形的继续发展，从而使变形转 移到别处去，变形和硬化交替进行就构成了均匀 塑性变形，从而获得合格的冷变形加工的金属制 品。 21
是需要不断增加外力才能继续进行，这说明金属有
一种阻止继续塑性变形的抗力，这种随着塑性变形
的增大形变抗力不断增大的现象叫形变硬化。
❖位错交割——形成割阶
❖位错反应——形成固定位错 2 ❖位错增值——提高位错密度
阻碍位错运动
2020年7月25日 第一章 单向静载下材料的力学性能 星期六
•随变形量增加，位错密度增加，其原因是晶体内 部存在位错源，变形时发生了位错增殖，并且由 于位错之间的交互作用使变形抗力增加。 •随变形量增加，亚结构细化，亚晶界对位错运动 有阻碍作用。 •随变形量增加，空位密度增加。 •由于晶粒由有利位向转到不利位向而发生几何硬 化使变形抗力增加。 3
出现层错时仅表现在原子的次近邻关系改变， 几乎不产生点阵畸变。所以，层错能相对于晶界能 而言是比较小的。 14
2020年7月25日 第一章 单向静载下材料的力学性能 星期六
层错能越小的金属，层错出现的几率越 大。在层错能较高的金属如铝及铝合金、纯 铁、铁素体钢(bcc)等热加工时，易发生动态 回复，因为这些金属中易发生位错的交滑移 及攀移。而奥氏体钢(fcc)、镁及其合金等由 于层错能低，不发生位错的交滑移，所以动 态再结晶成为动态软化的主要方式。
2020年7月25日 第一章 单向静载下材料的力学性能 星期六
抛物线硬化阶段：塑性变形是通过交滑移实现的。 线性硬化阶段受阻的螺型位错在应力作用下产生交 滑移，并有可能通过双交滑移返回原始滑移面，所 以，受阻位错在其滑移面内可以躲开障碍，彼此之 间不能产生强交互作用，从而增加了滑移距离，使 έ 降低。在此阶段中，硬化是由于原滑移面中的螺 型位错引起的，因为刃型位错不能产生交滑移。随 应变增加，刃型位错密度增加而产生硬化。 10
n ≈0.45 ≈0.30 ≈0.2 ≈0.15
滑移特征 平面状 平面状/波纹状 波纹状 波纹状
2020年7月25日 第一章 单向静载下材料的力学性能 星期六
n值对金属材料的冷热变形十分敏感。 通常，退火态金属的n值比较大，而在冷 加工状态时则比较小。一般地说，材料强 度增大，n值减小。从实验中得知，n与材
2020年7月25日 第一章 单向静载下材料的力学性能 星期六 实践表明，幂乘关系拟合的线性相关性最好。 几种幂乘关系的公式分别是：
S
S
S
S0
S K (e0 e)n
e0 Swift公式 e
S S 0 Ken
e Lüdwick公式
S Ken
e Hollomon公式
S-真实应力；e-真实应变；n-应变硬化指数；K-硬化系数（强度
2020年7月25日 第一章 单向静载下材料的力学性能 星期六
一般把初始塑性变形抗力称之为屈服应力，而把继续变 形并随之升高的抗力（相当于经过一定预应变后材料的屈服 应力）称之为流变应力。准确全面描述材料的应变硬化行为 要使用真实的应力-应变曲线(流变曲线），如图1-41所示。
S
真实应力-应变曲线(流变曲线) 因缩颈修正后的真实应力-应变曲线
材料力学性能
Mechanical properties of materials
第一章：塑性变形（4）
材料科学与工程学院
2020年7月25日 第一章 单向静载下材料的力学性能 星期六 八、形变强化(应变硬化、加工硬化) 金属变形过程中，当外力超过屈服强度后，塑
性变形并不是象屈服阶段那样持续地进行下去，而
2020年7月25日 第一章 单向静载下材料的力学性能 星期六
4.应变硬化可以降低塑性，改善 低碳钢的切削加工性能。低碳钢 切削时易产生粘刀现象，表面加 工质量差。此时可利用冷变形降 低塑性，使切屑容易脆离，从而 改善切削性能。
23
11
2020年7月25日 第一章 单向静载下材料的力学性能 星期六
应变硬化指数n反映了材料抵抗均匀塑性 变形的能力，是表征金属材料应变硬化行为 的性能指标。若n=1，表示材料为完全理想的 弹性体，S与e成正比关系。若n=0，表示材料 没有应变硬化能力，如室温下产生再结晶的 软金属及已受到强烈应变硬化的材料。大多 数材料的n值在0.1~0.5之间，如表1-5所示。
2020年7月25日 第一章 单向静载下材料的力学性能 星期六 可把应变硬化曲线分为三个阶段：
易滑移阶段， έ很小，约百分之几。 线形硬化阶段， έ很大且为常数。 抛物源自硬化阶段， έ逐渐减小。S
曲线的斜
率dS/de称为应
变硬化速率έ。
8
0 图1-42 fcc金属的应力-应变曲线 e
2020年7月25日 第一章 单向静载下材料的力学性能 星期六
料的屈服应力大致成反比，即n·=常数。
随溶质原子含量增加，n值下降。而随着 材料晶粒变大，n值增加。
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2020年7月25日 第一章 单向静载下材料的力学性能 星期六 n可用实验方法测得，也可用直线作图法求得。
由Hollomon 公式S Ken lg S lg K n lg e
在应力-应变曲线上确
三个阶段的塑性变形机理和硬化机理是不同的：
易滑移阶段：塑性变形是单系滑移的贡献，此时， 金属晶体中不均匀地分布着低密度位错，它们的运 动不受其它位错的阻碍，故έ很小，hcp金属由于不 能产生多系滑移，所以易滑移阶段很长。 线性硬化阶段：塑性变形是多系滑移，由于位错的 交互作用形成割阶、位错锁和胞状结构等障碍，使 9 位错运动的阻力增大，故έ较高。
2020年7月25日 第一章 单向静载下材料的力学性能 星期六
由于交滑移在第三阶段起主要作 用，所以对于那些易于产生交滑移的金 属，如bcc金属和层错能较高的fcc金 属，其线性硬化阶段很短。多晶体金属 一开始就是多系滑移，所以在其应力应 变曲线上没有易滑移阶段，主要是第三 阶段，且έ较单晶体为大。
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2020年7月25日 第一章 单向静载下材料的力学性能 星期六 应变硬化能力在生产实际中具有重要意义：
1.应变硬化可使机件有一定的抗偶然过载能力， 保证机件安全。机件在使用过程中，某些薄弱部 位会因偶然过载而产生局部的塑性变形，如果金 属没有应变硬化能力，变形就会一直进行下去， 使承载应力越来越高，从而导致断裂。由于应变 硬化能力的存在，会阻止变形继续进行，保证机 件的安全运行。 20
2020年7月25日 第一章 单向静载下材料的力学性能 星期六
3.应变硬化是强化金属的重要工艺手段 之一。这种手段既可以单独使用，也可 以和其它方法联合使用对多种金属进行 强化，尤其对那些不能进行热处理强化 的材料。强化手段包括轧制、喷丸、滚 压等。可以有效提高屈服强度、抗拉强 度、疲劳强度等。
22
15
2020年7月25日 第一章 单向静载下材料的力学性能 星期六 表1-6列出了几种金属材料的层错能和n值。 可见，n随层错能的降低而增加，且滑移特征由 波纹状变成平面状。
表1-6 几种金属材料的层错能和n值
材 料 晶格类型
18-8不锈钢 fcc
铜
fcc
-Fe
fcc
16
铝
fcc
层错能/mJ·m-2 ＜10 ≈90 ≈250 ≈250
0.237
575.3
调质
0.229
920.7
正火
0.221
1043.5
调质
0.209
1018
退火
0.204
996.4
退火
0.170
1103.3
淬火+500℃回火
0.10
1570
☆fcc金属的n值高；低碳钢的n值高。 13
2020年7月25日 第一章 单向静载下材料的力学性能 星期六
n与层错能有关。金属结构在堆垛时，没有严 格的按照堆垛顺序，从而形成堆垛层错。层错是一 种晶格缺陷，它破坏了晶体的周期完整性，引起能 量升高，通常把单位面积层错所增加的能量称为层 错能。
12
2020年7月25日 第一章 单向静载下材料的力学性能 星期六
表1-5 几种金属材料在室温下的n和K值
材料 纯铜 黄铜 纯铝 纯铁 40钢 40钢 T8钢 T8钢 T12钢 60钢
状态
应变硬化指数n 硬化系数K/MPa
退火
0.443
448.3
退火
0.423
745.8
退火
0.250
157.5
退火