断裂第六章固体材料的变形与断裂材料在外力作用下,当外力较小时将发生弹性变形,随着外力的逐步增大,进而会发生永久变形,直至最终断裂。在这个过程中,不仅其形状或尺寸发生了变化,其内部组织以及相关的性能也都会发生相应变化。研究材料在塑性变形中的行为特点,分析其变形机理以及影响因素具有十分重要的理论和实际意义。第一节弹性变形§6.1.1普弹性图弹性变形与塑性变形6.1弹性变形图双原子模型弹性的实质是原子作用势的不对称性。可以用双原子模型来解释。弹性变形的主要特点是:(1)可逆性去掉外力,变形就消失。(2)线性应力和应变间满足直线关系。(3)弹性变形量小一般说来,金属材料和陶瓷材料的弹性变形很小,高聚物材料的弹性变形可以比较大。6.1弹性变形6.1弹性变形弹性模量是材料结合强度的标志之一。主要的影响因素有:(1)结构弹性模量与原子序数呈周期性变化趋势。(2)温度的影响T升高,热振动加剧,晶格势能发生变化,E下降。(3)合金元素的影响一般说来,E对结构不敏感。少量的合金元素不影响E,但大量的合金化,可使E发生显著变化。这是因为固溶体中溶质元素在周围晶体中引起畸变,从而使E下降。6.1弹性变形图弹性模量与原子序数的变化关系0.280.350.380.490.3520.7110.310-4~10-340钢铜聚乙烯橡胶氧化铝泊松比E/104MPa材料表几种不同材料的弹性模量6.1弹性变形§6.1.2滞弹性6.1弹性变形在低于弹性极限的应力范围内,实际固体的应力和应变不是单值对应关系,往往有一个时间的滞后现象,这种特性称为滞弹性。第二节单晶体的塑性变形虽然工程中应用的通常是多晶,但多晶体的变形是和其中各个晶粒变形相关的。因此,单晶体的变形是金属变形的基础。单晶受力后,在它晶面上可以分解出平行于晶面和垂直于晶面的两个分量,前者称为切应力,后者称为正应力。切应力产生塑性形变而正应力不产生塑性形变。
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