第一章1.2 材料的塑性、蠕变性与超塑性 - 副本
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名词解释第一章:弹性比功:材料在弹性变形过程中吸收变形功的能力。
包申格效应:是指金属材料经预先加载产生少量塑性变形,而后再同向加载,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。
滞弹性:是材料在加速加载或者卸载后,随时间的延长而产生的附加应变的性能,是应变落后于应力的现象。
粘弹性:是指材料在外力的作用下,弹性和粘性两种变形机理同时存在的力学行为。
内耗:在非理想弹性变形过程中,一部分被材料所吸收的加载变形功。
塑性:材料断裂前产生塑性变形的能力。
韧性:是材料力学性能,是指材料断裂前吸取塑性变形攻和断裂功的能力。
银纹:是高分子材料在变形过程中产生的一种缺陷,由于它密度低,对光线反射高为银色。
超塑性:材料在一定条件下呈现非常大的伸长率(约1000%)而不发生缩颈和断裂的现象。
脆性断裂:是材料断裂前基本不产生明显的宏观塑性变形,没有明显预兆,而是突然发生的快速断裂过程。
韧性断裂:是指材料断裂前及断裂过程中产生明显宏观塑性变形的断裂过程。
解理断裂:在正应力作用下,由于原子间结合键的破坏引起的沿特定晶面发生的脆性穿晶断裂。
剪切断裂:是材料在切应力作用下沿滑移面滑移分离而造成的断裂。
河流花样:两相互平行但出于不同高度上的解理裂纹,通过次生解理或撕裂的方式相互连接形成台阶,同号台阶相遇变汇合长大,异号台阶相遇则相互抵消。
当台阶足够高时,便形成河流花样。
解理台阶:不能高度解理面之间存在的台阶韧窝:新的微孔在变形带内形核、长大、聚集,当其与已产生的裂纹连接时,裂纹便向前扩展形成纤维区,纤维区所在平面垂直于拉伸应力方向,纤维区的微观断口特征为韧窝。
2 材料的弹性模数主要取决因素:1)键合方式和原子结构2)晶体结构3)化学成分4)微观组织5)温度6)加载方式3决定金属材料屈服强度的因素1)晶体结构2)晶界与亚结构3)溶质元素4)第二相5)温度6)应变速率与应力状态4 金属的应变硬化的实际意义1)在加工方面:利用应变硬化和塑性变形的合理配合,可使金属进行均匀的塑性变形,保证冷变形工艺的顺利实施2)在材料应用方面:应变硬化可以使金属机件具有一定的抗偶然过载能力,保证机件的安全使用。
1.1超塑性的概念超塑性是指材料在特定条件下,表现出异常高的塑性而不产生缩颈与断裂的现象。
但至今还没有从物理本质上的确切定义。
有的以拉伸试验的延伸率来定义,认为 >200%即为超塑性;有的以应变速率敏感性指数m来定义,认为m>0.3,即为超塑性;还有的认为抗颈缩能力大,即为超塑性。
1.2超塑性的分类根据目前世界上各国学者研究的成果,按照实现超塑性的条件(组织,温度,应力状态等)可将超塑性分为三类:1.微晶组织超塑性(即恒温超塑性或结构超塑性)一般所指超塑性多属这类,它是国内外研究最多的一种。
当材料是微细的等轴晶粒组织,间距为0.5一5μm,温度大于该材料熔点温度的一半,应变速度为10-4一10-1/s之间时,材料拉伸断裂将呈现超塑性变形的能力。
2.相变超塑性(变温超塑性或动态超塑性)将材料在相变温度附近进行热循环,利用相变过程,每一次热循环贡献一小的应变,从而在多次热循环过程中获得大的延伸率。
3.内应力超塑性和相变超塑性一样进行热循环,利用材料的热膨胀系数的差异产生内应力,内应将有助于基体的塑性流动,从而使材料获得超塑性。
1.3超塑性的特点金属塑性成形时宏观变形有几个特点:大延伸、无缩颈、小应力、易成形。
(1)大变形:超塑性材料在单向时延伸率极高,有的可以到8000%表明超塑性材料在变形稳定性方面要比普通材料好很多。
这样使材料的成形性能大大改善,可以使许多形状复杂,一般难以成形的材料变形成为可能。
(2)无紧缩:超塑性材料的变形类似于粘性物质的流动,没有(或很小)应变硬化效应,但对应变速率敏感,当变形速度增大,材料会强化。
因此,超塑性材料变形时初期有紧缩形成,但由于紧缩部位变形速度增大而发生局部强化,而其余未强化部分继续变形,这样使紧缩传播出去,结果获得巨大的宏观均匀变形。
超塑性的无紧缩是指宏观上的变形结果,并非真的没有紧缩。
(3)小应力:超塑性材料在变形过程中,变形抗力可以很小,因为它具有粘性或半粘性流动的特点。