最新第讲-变形抗力概念及测定方法课件ppt.ppt

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1、第讲-变形抗力概念及测定方法8.1变形抗力的概念及测定方法变形抗力的概念变形抗力的测定方法8/3/202128.1.1变形抗力的概念金属的塑性变形抗力是指金属在一定的变形条件下进行塑性变形时于单位横截面积上抵抗此变形的力。为排除复杂应力状态的影响，变形抗力通常用单向应力状态(单向拉伸、单向压缩)下所测定的流动应力来表示。有的书称此应力为真实变形抗力。8/3/20213拉伸试验法拉伸试验中所用的试样通常为圆柱体，在拉伸变形体积内的应力状态为单向拉伸，并均匀分布。拉应力：应变：8/3/20217在选择拉伸试样材质时，很难保证其内部组织均匀，其内部各晶粒，

2、甚至一个晶粒内部的各质点的变形和应力也不可能完全均一。所示，在此试验中所测定的应力和变形为其平均值。但从拉伸变形的总体来看，是能够保证得到比较均匀的拉伸变形的，其不均匀变形程度要比压缩变形小得多。用拉伸法不足之处在于其所得到的均匀变形程度一般不超过20～30％。8/3/20218压缩试验法压缩变形时，变形金属所承受的单向压应力，即变形抗力为：应变：8/3/20219在压缩试验中完全消除接触摩擦的影响是很困难的，所以，所测出的应力值稍偏高。在试验中为消除或减小接触摩擦的影响可采取在试样的端部涂润滑剂，加柔软垫片等措施。增大H／d值也可使接触摩擦对变形过

3、程的影响减小。但通常不能使H／d大于2～2.5，否则在压缩时试样容易弯曲而使压缩不稳定。对于H／d＞2的试样，当变形程度较小时，接触摩擦对变形过程的影响不大。压缩法的优点在于它能使试样产生更大的变形。8/3/202110扭转试验法扭转试验时，在圆柱体试样的两端加以大小相等、方向相反的转矩M，在此二转矩M的作用下试样产生扭转角f。在试验中测定f值。在试样中的应力状态为纯剪切。但此应力状态的分布是不均匀的，其分布规律是：8/3/202111在试样的轴心处r＝0，则t＝0。t的最大值出现在试样的表面处，即所产生的剪切变形为：8/3/202112为了使应力状

4、态趋向均匀，可取扭转试样为空心的管状试样。此时，试样的壁厚越薄，应力状态越均匀。此时剪切应力为：扭转法应用不广8/3/2021138.2影响变形抗力的主要因素化学成份应力状态组织结构变形温度接触摩擦变形速度变形程度……4-3--28/3/2021148.2.1化学成份对变形抗力的影响化学成份对变形抗力的影响非常复杂。一般情况下，对于各种纯金属，因原子间相互作用不同，变形抗力也不同。同一种金属，纯度愈高，变形抗力愈小。合金元素对变形抗力的影响，主要取决于合金元素的原子与基体原子间相互作用特性、原子体积的大小以及合金原子在基体中的分布情况。合金元素引起基

5、体点阵畸变程度愈大，变形抗力也越大。8/3/202115图(a)是形成无限固溶的二元合金之硬度随成分而变化的图示，它表明固溶体的硬度比纯金属的高。变形抗力的最大值对应于固溶体的最大饱和度，从而对应于点阵的最大畸变。图(b)指出了形成共晶体二元合金的硬度随成分变化的情况。共晶体混合物可由纯金属构成，也可由其他化合物或固溶体构成。图(c)是形成化合物的二元合金的硬度随成分变化的图示。8/3/202116碳在较低的温度下随着钢中含碳量的增加，钢的塑性变形抗力升高。温度升高时其影响减弱。图中示出，在不同变形温度和变形速度条件下，压下率为30％时含碳量对变形抗

6、力的影响。可见，低温时的影响比高温时大得多。8/3/2021178/3/202118硅钢中含硅对塑性变形抗力有明显的影响。用硅使钢合金化时，可使钢的变形抗力有较大的提高。例如，含硅量为1.5％～2.0％的结构钢(55Si2、60Si2)在一般的热加工条件下，其变形抗力比中碳钢约高出20％～25％。含硅量高达5％～6％以上时，热加工较为困难。8/3/202119铬对含铬量为0.7～1.0％的铬钢来讲，影响其变形抗力的不是铬，而是钢中的含碳量。这些钢的变形抗力仅比其相应含碳量的碳钢高5～10％。高碳铬钢GCr6～GCrl5(含铬量0.45～1.65％)的

7、变形抗力虽稍高于碳钢，但影响变形抗力的主要因素也是碳。高铬钢1Crl3～4Crl3、Crl7、Cr23等在高速下变形时其变形抗力大为提高。8/3/202120镍镍在钢中可使变形抗力稍有提高。但是，对25NiA，30NiA和13Ni2A等来讲，其变形抗力与碳钢相差不大。含镍量较高的钢(Ni25~Ni28)，这种差别是很大的。在许多情况下，在钢中同时加入几种合金元素，例如在钢中加入铬和镍。这时，钢中的碳、铬和镍对变形抗力都要产生影响。12CrNi3A钢的变形抗力比45号碳钢高出20％。Cr18Ni9Ti钢的变形抗力比碳钢提高50％。8/3/2021218

8、.2.2组织结构对变形抗力的影响晶粒大小结构变化单相组织和多相组织8/3/202122晶粒大小金属的变形抗力