第13讲 塑性概念及指标分析
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塑性是指金属材料在载荷外力的作用下,产生永久变形(塑性变形)而不被破坏的能力。
金属材料在受到拉伸时,长度和横截面积都要发生变化,因此,金属的塑性可以用长度的伸长(延伸率)和断面的收缩(断面收缩率)两个指标来衡量。
金属材料的延伸率和断面收缩率愈大,表示该材料的塑性愈好,即材料能承受较大的塑性变形而不破坏。
一般把延伸率大于百分之五的金属材料称为塑性材料(如低碳钢等),而把延伸率小于百分之五的金属材料称为脆性材料(如灰口铸铁等)。
塑性好的材料,它能在较大的宏观范围内产生塑性变形,并在塑性变形的同时使金属材料因塑性变形而强化,从而提高材料的强度,保证了零件的安全使用。
此外,塑性好的材料可以顺利地进行某些成型工艺加工,如冲压、冷弯、冷拔、校直等。
因此,选择金属材料作机械零件时,必须满足一定的塑性指标。
字串2编辑本段金属材料的硬度硬度表示材料抵抗硬物体压入其表面的能力。
它是金属材料的重要性能指标之一。
一般硬度越高,耐磨性越好。
常用的硬度指标有布氏硬度、洛氏硬度和维氏硬度。
1.布氏硬度(HB)以一定的载荷(一般3000kg)把一定大小(直径一般为10mm)的淬硬钢球压入材料表面,保持一段时间,去载后,负荷与其压痕面积之比值,即为布氏硬度值(HB),单位为公斤力/mm2 (N/mm2)。
2.洛氏硬度(HR)当HB>450或者试样过小时,不能采用布氏硬度试验而改用洛氏硬度计量。
它是用一个顶角120°的金刚石圆锥体或直径为1.59、3.18mm的钢球,在一定载荷下压入被测材料表面,由压痕的深度求出材料的硬度。
根据试验材料硬度的不同,分三种不同的甓壤幢硎荆?HRA:是采用60kg载荷和钻石锥压入器求得的硬度,用于硬度极高的材料(如硬质合金等)。
HRB:是采用100kg载荷和直径1.58mm淬硬的钢球,求得的硬度,用于硬度较低的材料(如退火钢、铸铁等)。
HRC:是采用150kg载荷和钻石锥压入器求得的硬度,用于硬度很高的材料(如淬火钢等)。
金属材料的塑性指标
金属材料的塑性指标是指金属在受力作用下发生塑性变形的能力。
塑性指标是
评价金属材料加工性能的重要指标之一,对于金属材料的选择和加工具有重要的指导作用。
常见的金属材料的塑性指标包括屈服强度、延伸率、冷加工硬化指数等。
首先,屈服强度是金属材料在拉伸试验中开始发生塑性变形时的应力值。
屈服
强度越大,表示金属材料的抗拉性能越好,具有更高的塑性。
屈服强度是评价金属材料抗拉性能的重要参数,对于金属材料在工程结构中的应用具有重要的指导意义。
其次,延伸率是金属材料在拉伸试验中断裂前的变形量与原始标距的比值。
延
伸率越大,表示金属材料的塑性越好,具有更好的加工性能。
延伸率是评价金属材料加工性能的重要指标之一,对于金属材料的选择和加工具有重要的指导作用。
另外,冷加工硬化指数是金属材料在冷加工过程中硬化速率的指标。
冷加工硬
化指数越小,表示金属材料的塑性越好,具有更好的冷加工性能。
冷加工硬化指数是评价金属材料冷加工性能的重要参数,对于金属材料的冷加工工艺设计具有重要的指导意义。
总之,金属材料的塑性指标是评价金属材料加工性能的重要指标,对于金属材
料的选择和加工具有重要的指导作用。
通过对金属材料的屈服强度、延伸率、冷加工硬化指数等塑性指标的评价,可以有效地指导金属材料的应用和加工工艺的设计,提高金属材料的加工质量和效率,促进金属材料在工程结构中的应用。
因此,加强对金属材料塑性指标的研究和应用具有重要的意义,有助于推动金属材料领域的发展和进步。
材料常用的塑性指标有塑性指标是评价材料塑性变形能力的重要参数,常用的塑性指标包括屈服强度、延伸率、冷加工硬化指数和等效塑性应变等。
这些指标可以帮助我们更全面地了解材料的塑性特性,对材料的选择和设计具有重要的指导意义。
首先,屈服强度是材料在拉伸过程中开始发生塑性变形的应力值。
它是材料抵抗塑性变形的能力的一种体现,通常用σs表示。
屈服强度的大小直接影响材料的工艺加工性能和使用寿命,因此在材料选择和设计中具有重要的参考价值。
其次,延伸率是材料在拉伸断裂前能够发生塑性变形的程度,通常用δ表示。
它是衡量材料塑性变形能力的重要指标,反映了材料在受力过程中的延展性能。
高延伸率的材料通常具有良好的塑性变形能力,适用于需要较大变形量的工艺加工和使用场合。
另外,冷加工硬化指数是描述材料在冷加工过程中硬化程度的参数,通常用n值表示。
它是衡量材料在冷加工过程中硬化速率的重要指标,反映了材料的加工硬化性能。
冷加工硬化指数的大小对材料的冷加工性能和加工工艺具有重要的影响。
最后,等效塑性应变是描述材料在塑性变形过程中受到的应变量,通常用εeq表示。
它是综合考虑了材料的屈服强度、延伸率和冷加工硬化指数等因素,可以更准确地反映材料的塑性变形能力。
等效塑性应变的大小对材料的变形加工和使用性能具有重要的指导意义。
综上所述,材料常用的塑性指标包括屈服强度、延伸率、冷加工硬化指数和等效塑性应变等。
这些指标可以帮助我们更全面地了解材料的塑性特性,对材料的选择和设计具有重要的指导意义。
在实际工程中,我们应该根据具体的工艺加工和使用要求,综合考虑这些塑性指标,选择合适的材料,以确保产品具有良好的塑性变形能力和使用性能。
衡量材料塑性的指标首先,材料的拉伸性能是衡量材料塑性的重要指标之一。
拉伸性能是指材料在拉伸加载下的变形能力和抗拉强度。
通常用屈服强度、抗拉强度、断裂伸长率和断面收缩率等参数来评价材料的拉伸性能。
屈服强度是材料在拉伸过程中开始发生塑性变形时的应力值,抗拉强度则是材料在拉伸过程中最大的抗拉应力值,而断裂伸长率和断面收缩率则是评价材料在拉伸过程中的变形能力和断裂性能的重要参数。
其次,材料的硬度也是衡量材料塑性的重要指标之一。
硬度是指材料抵抗外部力量的能力,通常用洛氏硬度、巴氏硬度、维氏硬度等参数来评价材料的硬度。
硬度高的材料通常具有较好的抗变形能力和耐磨性,但也可能导致材料脆性增加。
因此,在工程设计和制造中需要根据实际需求选择合适的材料硬度。
另外,材料的韧性也是衡量材料塑性的重要指标之一。
韧性是指材料在受力作用下能够吸收较大的能量而不发生断裂的能力,通常用冲击韧性、断裂韧性等参数来评价材料的韧性。
韧性好的材料具有较好的抗冲击性能和耐疲劳性能,适用于承受冲击和振动负荷的工程结构。
最后,材料的冷加工硬化也是衡量材料塑性的重要指标之一。
冷加工硬化是指材料在冷加工过程中发生的塑性变形和硬度增加,通常用屈服点、硬化指数等参数来评价材料的冷加工硬化性能。
冷加工硬化好的材料具有较高的强度和硬度,适用于要求较高强度和硬度的工程零部件制造。
综上所述,衡量材料塑性的指标包括拉伸性能、硬度、韧性和冷加工硬化等方面。
在工程设计和制造中,需要根据实际需求选择合适的材料,并对其进行合理的加工和应用,以确保工程结构的安全可靠性和使用性能。
因此,对于衡量材料塑性的指标有着深入的了解和研究,对于工程应用具有重要的意义。
金属材料的塑性指标金属材料的塑性指标是评价金属材料塑性能力的重要参数,它直接影响着金属材料的加工性能和使用寿命。
塑性指标是金属材料在受力作用下发生塑性变形的能力,通常包括屈服强度、延伸率、硬度等参数。
下面将介绍金属材料的塑性指标及其影响因素。
1. 屈服强度。
屈服强度是金属材料在拉伸试验中发生塑性变形时的应力值。
通常情况下,金属材料在拉伸过程中,一开始是弹性变形,应力增加时,金属材料进入塑性变形阶段,此时的应力值即为屈服强度。
屈服强度是金属材料抗拉伸变形的能力指标,对于金属材料的加工性能和使用寿命有着重要的影响。
2. 延伸率。
延伸率是金属材料在拉伸试验中发生塑性变形时的变形量与原始长度的比值。
它是评价金属材料塑性变形能力的重要指标之一。
一般来说,延伸率越大,金属材料的塑性变形能力越强,抗拉伸性能越好。
延伸率是评价金属材料加工性能的重要参数,对于金属材料的成型加工具有重要意义。
3. 硬度。
硬度是金属材料抵抗外力侵入的能力。
它是金属材料抗压缩、抗划伤的能力的指标。
硬度高的金属材料具有较强的抗压缩、抗划伤能力,通常用于制造耐磨损的零部件。
硬度是金属材料的重要力学性能指标,对于金属材料的使用寿命和耐磨性能有着重要的影响。
影响金属材料塑性指标的因素有很多,主要包括金属材料的成分、晶粒度、热处理工艺等。
金属材料的成分直接影响着其塑性指标,一般来说,含碳量较低的金属材料具有较高的塑性指标。
晶粒度是影响金属材料塑性指标的重要因素,晶粒度较小的金属材料具有较高的塑性指标。
热处理工艺对金属材料的塑性指标也有着重要的影响,合理的热处理工艺能够提高金属材料的塑性指标。
总之,金属材料的塑性指标是评价金属材料塑性能力的重要参数,它直接影响着金属材料的加工性能和使用寿命。
了解金属材料的塑性指标及其影响因素对于正确选择金属材料、合理设计零部件具有重要的意义。
希望本文能够对您有所帮助。
塑性:是指金属材料在载荷作用下产生最大塑性变形而不破坏的能力。
①伸长率:δ
试样受拉力断裂后,总伸长量与原始长度的比值的百分率称为伸长率(延伸率)
相同符号才能进行比较,同一钢材的δ5与δ10值不同,大约为δ5的1.2倍。
为了防止采用屈强比高的钢材,对锅炉钢板的伸长率规定δ5不得小于18%,以此来限定屈强比。
②断面收缩率:Ψ(%)
试样受拉力断裂后,试样截面的缩减量与原截面之比的百分率称为断面收缩率。
断面收缩率不受试件标距长度的影响(无长短之分),对于锅炉压力容器材料的伸长率一般要求10%以上。
伸长率和断面收缩率表明材料在静态或缓慢拉伸应力作用下的韧性,良好的塑性即可使材料冷压成型性好,重要的受压零件可防止超载时发生脆性断裂,但对塑性的要求有一定限度并非越大越好。
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《塑性力学及成形原理》知识点汇总第一章绪论1.塑性的基本概念2.了解塑性成形的特点第二章金属塑性变形的物理基础1.塑性和柔软性的区别和联系2.塑性指标的表示方法和测量方法3.磷、硫、氮、氢、氧等杂质元素对金属塑性的影响4.变形温度对塑性的影响;超低温脆区、蓝脆区、热脆区、高温脆区的温度范围补充扩展:1. 随着变形程度的增加,金属的强度硬度增加,而塑性韧性降低的现象称为:加工硬化2. 塑性指标是以材料开始破坏时的塑性变形量来表示,通过拉伸试验可以的两个塑性指标为:伸长率和断面收缩率3. 影响金属塑性的因素主要有:化学成分和组织、变形温度、应变速率、应力状态(变形力学条件)4. 晶粒度对于塑性的影响为:晶粒越细小,金属的塑性越好5. 应力状态对于塑性的影响可描述为(静水压力越大):主应力状态下压应力个数越多,数值越大时, 金属的塑性越好6. 通过试验方法绘制的塑性——温度曲线,成为塑性图第三章金属塑性变形的力学基础第一节应力分析1.塑性力学的基本假设J i 公式(3-14 )应力张量不变量的计算J2J32 xy yzz x)zxxyyz2 2yz zx2y zx2)xy )2 .应力的概念和点的应力状态表示方法3 .张量的基本性质4. 应力张量的分解;应力球张量和应力偏张量的物理意义;应力偏张量与应变的关系5. 主应力的概念和计算;主应力简图的画法公式(3-15).应力状态特征方程3 J i 2 J2 J3 0(当已知一个面上的应力为主应力时,另外两个主应力可以采用简便计算公式(3- 35)的形式计算)6 .主切应力和最大切应力的概念计算、1公式(3- 25)最大切应力max -(max min)27. 等效应力的概念、特点和计算主轴坐标系中公式(3- 31)任意坐标系中公式(3-31a)8 .单元体应力的标注;应力莫尔圆的基本概念、画法和微分面的标注9 .应力平衡微分方程第二节应变分析1.塑性变形时的应变张量和应变偏张量的关系及其原因2 .应变张量的分解,应变球张量和应变偏张量的物理意义2 .对数应变的定义、计算和特点,对数应变与相对线应变的关系3. 主应变简图的画法3.体积不变条件公式(3-55)用线应变x y z0 ;用对数应变(主轴坐标系中)1 2 3 0 4 .小应变几何方程u 1 /u V\x, xy yx()x2y x公式(3- 66) y -vyz1(-zyv w) y2z yw1w u、ZJ zx zxz 2('x) z第三节平面问题和轴对称问题1.平面应变状态的应力特点;纯切应力状态的应力特点、单元体及莫尔圆公式.(3-86). z 2 2( 1 3)m第四节屈服准则1 .四种材料的真实应力应变曲线2 .屈雷斯加屈服准则公式(3- 96 ) . maxK3.米塞斯屈服准则公式.(3-101). ( x y)2( y z)2( z x)26( Xy 爲 Zx) 2 f 6K?(1 2)2 ( 2 3)2 ( 3 J' 2 2 6K2公式(3- 102 )2 .应变增量的概念,增量理论公式.(3-. 125). d j j d-J公式(3-129) d x =[ xd"1d y[y(2d1d z[z-(21 /z)] ;d3d2(y xy2—xy z)];d yz3dx2yzy)];d zx3dx zx24. 两个屈服准则的相同点和差别点5. 1 3 s,表达式中的系数的取值范围第五节塑性变形时应力应变关系1.塑性变形时应力应变关系特点3 .比例加载的定义及比例加载须满足的条件第六节塑性变形时应力应变关系1 .真实应力应变曲线的类型第四章金属塑性成形中的摩擦1.塑性成形时摩擦的特点和分类;摩擦机理有哪些?影响摩擦系数的主要因素2 .两个摩擦条件的表达式3 .塑性成形中对润滑剂的要求;塑性成形时常用的润滑方法第五章塑性成形件质量的定性分析1.塑性成形件中的产生裂纹的两个方面2 .晶粒度的概念;影响晶粒大小的主要因素及细化晶粒的主要途径3 .塑性成形件中折叠的特征公.式.(.7.-.5.).mb2K ab 1、绘制ij2、已知1010 010 10 0 ( MPa ),试求主应力和最大切应力 0 0 20第六章 滑移线场理论简介1.滑移线与滑移线场的基本概念;滑移线的方向角和正、负号的确定 2.平面应变应力莫尔圆中应力的计算;x公.式.(.7.-.1.). ymK sin2 m K sin2xyK cos23.滑移线的主要特性;亨盖应力方程4.塑性区的应力边界条件;滑移线场的建立练习题、应力10 0 153 、已知变形体某点的应力状态为: ij0 20 15 ,1515 0将它分解为应力球张量和应力偏张量x 20y40xyxy304、某点处于平面应力状态,已知其应力分量x、、,试利用莫尔圆求主应力及最大切应力。
塑性指数名词解释
塑性指数是一种衡量材料表面硬度和能量抗冲击性能指标,它全面反映了材料表面力学性能,用来评价金属实物的质量和强度,并且也反映了材料表面耐磨性。
下面来详细介绍一下塑性指数。
首先,塑性指数表明材料表面的硬度。
塑性指数高的材料表面硬度较高,耐久性好,不容易受损坏,这种材料用于制造容易受外界影响的电子或机械设备件时,常常使用塑性指数高的材料。
其次,塑性指数反映了材料表面的抗冲击能力。
抗冲击能力是指材料表面在受到外力冲击以及其他机械因素影响时能及时回复本来形状的能力,塑性指数可以反映出材料表面能够承受多少压力,塑性指数高的材料能承受更大的冲击压力。
最后,塑性指数还能够反映出材料表面的耐磨性。
耐磨性也是指材料表面耐用程度,不同材料的表面耐磨性参数在机械装配和检测测试时显示出来,塑性指数高的材料表面即耐用性也高,当长时间被高温,大气,液体和物理粘合剂作用时,表面不容易被磨损损坏。
总体而言,塑性指数能反映出材料表面的硬度、抗冲击能力及耐磨性,是材料表面性能评估中重要的指标。
因此,塑性指数的评价一直被广泛运用于材料表面的质量检测中,特别是在高校及高等教育中,塑性指数的应用也广泛存在,比如在机械、摩擦学教学实验以及实物件质量检测时等等。
第九章塑性力学的基本概念9.1 实际工程中材料的受力特点9.2 各类材料本构关系的特性9.3 非线性弹性模型9.4 弹塑性本构关系的构成9.1 实际工程中材料的受力特点钢结构PSCDSSPSE第一阶段第二阶段初始应力第一阶段第二阶段水平段应力变化情况σv0'σh0'σvc'σhc'τhcσ'σ'13σ'1σ'3边坡工程(1)单向拉伸曲线123O σsσaD σεε p ε e e p p E σεεεε=+=+(a )有明显屈服流动阶段(b )无明显屈服流动阶段O σ0.2D σεεp εeC A B 0.2%屈服应力如:低碳钢,铸铁,合金钢等如:中碳钢,高强度合金钢,有色金属等000l l l l l ε−Δ==A B 0P A σ=9.2 各类材料本构关系的特性金属D’(2)拉伸与压缩曲线的差异用简单拉伸试验代替简单压缩试验进行塑性分析是偏于安全的。
低碳钢拉伸应力应变曲线(3)反向加载卸载后反向加载,σs’’< σs’——Bauschinger效应DAσσsσs’σs’’εD’’O’拉伸塑性变形后使压缩屈服极限降低的现象。
即正向强化时反向弱化。
O(4) 断裂特性伸长率:标志材料的塑性特性,其值越大则材料破坏后的残余变形越大。
0100%kk ll δΔ=×00100%kk FF F ϕ−=×截面收缩率:δk ≥5%:塑性材料;低碳钢δk =20% ~30%δk <5%:脆性材料。
(5) 静水压力(各向均匀受压)试验201011(1)m VV p p ap bp V K K V εΔΔ==−=−或体积应变与压力的关系(bridgman 实验公式)体积压缩模量派生模量铜铝铅a7.31x10-713.34x10-723.73x10-7b 2.7x10-12 3.5x10-1217.25x10-12铜:当p =1000MPa 时,ap =7.31×10-4,而bp 2=2.7×10-6。