这一阶段卸载,弹性变形将随之消失,而塑性变形将永远保留下来。强化阶段的卸载路径与弹性阶段平行。卸载后若重新加载,加载线仍与弹性阶段平行,但重新加载后,材料的弹性阶段加长、屈服强度明显提高,而塑性却相应下降。这种现象称作为形变强化或冷作硬化。冷作硬化是金属材料极为宝贵的性质之一。塑性变形和形变强化二者联合,是强化金属材料的重要手段。例如喷丸,挤压,冷拨等工艺,就是利用材料的冷作硬化来提高材料强度的。强化阶段的塑性变形是沿轴向均匀分布的。随塑性变形的增长,试样表面的滑移线亦愈趋明显。D点是R-ε曲线的最高点,定义为材料的强度极限又称作材料的抗拉强度记作Rm。对低碳钢来说Rm是材料均匀塑性变形的最大抗力,是材料进入颈缩阶段的标志。颈缩阶段(DE):应力达到强度极限后,塑性变形开始在局部进行。局部截面急剧收缩,承载面积迅速减少,试样承受的载荷很快下降,直到断裂。断裂时,试样的弹性变形消失,塑性变形则遗留在破断的试样上。材料的塑性通常用试样断裂后的残余变形来衡量,单拉时的塑性指标用断后伸长率A和断面收缩率Z来表示。即Lu,Su分别代表试样拉断后的标距和断口的面积。工程上通常认为,材料的断后伸长率A>5%属于韧断,A<5%则属于脆断。韧断的特征是断裂前有较大的宏观塑性变形,断口形貌是暗灰色纤维状组织。低碳钢断裂时有很大的塑性变形,断口为杯状周边为45°的剪切唇,断口组织为暗灰色纤维状,因此是一种典型的韧状断口。铸铁是典型的脆性材料,其拉伸曲线如图1-1(c)所示。其拉伸过程较低碳钢简单,可近似认为是经弹性阶段直接过渡到断裂。其破坏断口沿横截面方向,说明铸铁的断裂是由拉应力引起,其强度指标只有Rm。由拉伸曲线可见,铸铁断后伸长率甚小,所以铸铁常在没有任何预兆的情况下突然发生脆断。因此这类材料若使用不当,极易发生事故。铸铁断口与正应力方向垂直,断面平齐为闪光的结晶状组织,是典型的脆状断口。
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