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单晶体产生塑性变形的原因是原子的滑移错位。多晶体(实际使用的金属大多是多晶体)的塑性变形中,除了各晶粒内部的变形(晶内变形)外,各晶粒之间也存着变形(称为晶间变形)。多晶体的塑性变形是晶内变形和晶间变形的总和。
金属塑性变形理论因研究的目的和方法不同,分为两类:①根据宏观测定的力学参数,从均质连续体的假定出发,研究塑性变形体内的应力和应变,以解决材料的强度设计和塑性加工的变量的问题。这类理论常称为塑性力学或塑性理论(见塑性变形的力学原理)。②研究金属晶体的塑性变形与晶体结构的关系,以及塑性变形的机理。这类理论常称为晶体范性学。
人类很早就利用塑性变形进行金属材料的加工成形,但只是在一百多年以前才开始建立塑性变形理论。1864~1868年,法国人特雷斯卡
(H.Tresca)在一系列论文中提出产生塑性变形的最大切应力条件。1911年德国卡门(T.von Karman)在三向流体静压力的条件下,对大理石和砂石进行了轴向抗压试验;1914年德国人伯克尔(R.B?ker)对铸锌作了同样的试验。他们的试验结果表明:固体的塑性变形能力(即塑性指标)不仅取决于它的内部条件(如成分、组织),而且同外部条件(如应力状态条件)有关。1913年德国冯·米泽斯(R.von Kises)提出产生塑性变形的形变能条件;1926年德国人洛德(W.Lode)、1931年英国人泰勒(G.I.Taylor)和奎尼(H.Quinney) 分别用不同的试验方法证实了上述结论。
金属晶体塑性的研究开始于金属单晶的制造和 X射线衍射的运用。早期的研究成果包括在英国伊拉姆(C.F.Elam)(1935年)、德国施密特(E.Schmidt)(1935年)、美国巴雷特(C.S.Barrett)(1943年)等人的著作中。主要研究了金属晶体内塑性变形的主要形式──滑移以及孪晶变形。以后的工作是运用晶体缺陷理论和高放大倍数的观测方法研究塑性变形的机理。
物体在受到外力时发生形变,去掉外力时变形不回复,这是塑性变形,实质是物体内部的晶粒和晶粒之间发生滑移和晶粒发生转动
材料在受到外力作用时产生变形或者尺寸的变化,而且能够恢复的变形叫做弹性变形。弹性变形受力物体的全部变形中在除去应力后能迅速回复的那部分变形。弹性变形的重要特征是其可逆性,即受力作用后产生变形,卸除载荷...
塑性变形是指材料在外力作用下产生而在外力去除后不能恢复的那部分变形。材料在外力作用下产生应力和应变(即变形)。当应力未超过材料的弹性极限时,产生的变形在外力去除后全部消除,材料恢复原状,这种变形是可逆...
金属塑性变形理论应用于两个领域:①解决金属的强度问题,包括基础性的研究和使用设计等;②探讨塑性加工,解决施加的力和变形条件间的关系,以及塑性变形后材料的性质变化等(见形变和断裂)。
金属材料塑性变形机制与特点
金属材料塑性变形机制与特点
贵金属元素对Zr-Cu—Ni—Al金属玻璃塑性变形影响
日本兵库县立大学大学院小崎微等人认为,Zr—Cu—Ni—Al块状金属玻璃实际应用受限,可能原因是张力和压缩条件下塑性很低,塑性变形过程剪切带局部化。为此研究了Pd、Pt、Au、Ag等添加物对Zr—Cu—Ni—Al块状金属玻璃塑性变形影响。
金属塑性变形的实质可用晶粒内部、晶粒间产生滑移和晶粒发生转动来解释。在常温和低温下,单晶体的塑性变形主要是通过滑移、孪生等方式进行的。
1、滑移
单晶体的滑移变形是晶体在切应力作用下晶体的一部分相对于另一部分沿着一定晶面(称滑移面)和晶向(称滑移方向)发生相对滑动的结果,具体如图《单晶体滑移变形示意图》所示。
上面所描述的滑移运动,相当于滑移面上、下两部分晶体彼此以刚性整体作相对运动。实现这种滑移所需的外力要比实际测得的数据大几千倍,这说明实际晶体结构及其塑性变形并不完全如此。
2、孪生
空生是在切应力的作用下,晶体的一部分相对于另一部分沿一定的晶面(空生面)和晶向(李生方向)产生一定角度的均匀切变过程。李生变形使晶体内已变形部分与未变形部分以孪生面为分界面形成了镜面对称的位向关系。与滑移相比,产生孪生所需的切应力很高,因此,只有在滑移很难进行的条件下,晶体才发生李生变形。李生变形本身对晶体塑性变形的直接影响并不大,但它可使其中某些原来处于不利滑移的位向转变为有利于发生滑移的位向,从而激发滑移变形的进一步进行,从而使金属的变形能力得到提高。
机械制造中使用的金属材料大多数是多晶体。多晶体是由许多小的单晶体一一晶粒构成的,其变形抗力远远高于单晶体。多晶体塑性变形的基本方式仍是滑移,但是由于多晶体中各个晶粒的空间取向互不相同以及晶界的存在,使多晶体的塑性变形过程比单晶体更为复杂 。2100433B
绪论
1 金属塑性加工的力学和热力学条件
2 金属塑性变形的物理本质
3 金属在塑性加工变形中组织性能变化
4 钢材组织性能的控制
5 金属塑性变形的不均匀性
6 金属在加工变形中的断裂
7 金属的塑性
8 金属塑性变形抗力
9 金属塑性加工中的摩擦与润滑
10 变形力学方程
11 工程法及其应用
12 滑移线理论及其应用
13 上、下界定理及其应用
14 轧制过程的基本概念
15 轧制过程中的宽展
16 轧制过程中的前滑和后滑
17 轧制单位压力的计算
18 轧制压力的计算
19 轧制力矩及功率
20 轧制时弹塑性曲线
21 连轧理念
主要参考书
该书是压力加工专业主要理论课程的教材,它的任务是为轧制等塑性加工变形过程的物理模拟和数字模拟打下必要的专业理念基础。所以本书既囊括金属塑性加工变形的一般原理,又有针对性的轧制理论内容。
金属塑性加工是利用金属能够产生永久变形的能力,使其在外力作用不进行塑性成形的一种金属加工技术,也常叫金属压力加工。
该书包括金属塑性变形的物理——化学、变形力学和轧钢理论三个主要部分。从反映国内外科学技术新成就出发,书中编写了组织性能控制、断裂和超塑性、滑移性和上下界理论以及连轧理论等章节。本书为高等学校轧钢专业教材,也可供其它压力加工专业及生产和设计部门的工程技术人员参考。