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1、金属塑性变形的物性方程本讲稿第一页，共六十一页2.1 金属塑性变形过程和力学特点金属塑性变形过程和力学特点变形过程与特点变形过程与特点 以单向拉伸为例说明塑性变形过程与特点，如图以单向拉伸为例说明塑性变形过程与特点，如图2-1所示。金属变形分为弹性、所示。金属变形分为弹性、均匀塑性变形、破裂三个阶段。均匀塑性变形、破裂三个阶段。时，。当当 以以后后，变变形形视视作作塑塑性性阶阶段段。是是非非线线性性关关系系。当当应应力力达达到到 之之后后，变变形形转转为为不不均均匀匀塑塑性性变变形形，呈呈不不稳稳定定状状态态。经经短短暂暂的的不不稳稳定定变变形形，试试样以断裂告终。样以断裂告终。若若在在均均匀
2、匀塑塑性性变变形形阶阶段段出出现现卸卸载载现现象象，一一部部分分变变形形得得以以恢恢复复，另另一一部部分分则则成成为为永永久久变变形形。卸卸载载阶阶段段 呈呈线线性性关关系系。这这说说明明了塑性变形时，弹性变形依然存在。了塑性变形时，弹性变形依然存在。弹弹塑塑性性共共存存与与加加载载卸卸载载过过程程不不同同的的 关关系系是是塑性变形的两个基本特征塑性变形的两个基本特征本讲稿第二页，共六十一页 由由于于加加载载、卸卸载载规规律律不不同同，导导致致 关关系系不不唯唯一一。只只有有知知道道变变形形历历史史，才才能能得得到到一一一一对对应应的的 关关系系，即即塑塑性性变变形形与与变变形形历历史史或或路
3、径有关。这是路径有关。这是第第3个重要特征个重要特征。事事实实上上，以以后后的的点点都都可可以以看看成成是是重重新新加加载载时时的的屈屈服服点点。以以g点点为为例例，若若卸卸载载则则 关关系系为为弹弹性性。卸卸载载后后再再加加载载，只只要要 点点，关系仍为弹性。关系仍为弹性。一一旦旦超超过过g点点，呈呈非非线线性性关关系系，即即g点点也也是是弹弹塑塑性性变变形形的的交交界界点点，视视作作继继续续屈屈服服点点。一一般般有有 ，这这一一现现象象为为硬硬化化或强化，是塑性变形的或强化，是塑性变形的第第4个显著特点个显著特点。本讲稿第三页，共六十一页 在在简简单单压压缩缩下下，忽忽略略摩摩擦擦影影响响
4、，得得到到的的压压缩缩 与与拉拉伸伸 基基本本相相同同。但但是是若若将将拉拉伸伸屈屈服服后后的的试试样样经经卸卸载载并并反反向向加加载载至至屈屈服服，反反向向屈屈服服一一般般低低于于初初始始屈屈服服。同同理理，先先压压后后拉拉也也有有类类似似现现象象。这这种种正正向向变变形形强强化化导导致致后后继继反反向向变变形形软软化化的的现现象象称称作作Bauschinger效效应应。这这是是金金属属微微观观组组织织变化所致。一般塑性理论分析不考虑变化所致。一般塑性理论分析不考虑Bauschinger效应。效应。Bridgman等等人人在在不不同同的的静静水水压压力力容容器器中中做做单单向向拉拉伸伸试试验
5、验。结结果果表表明明：静静水水压压力力只只引引起起物物体体的的体体积积弹弹性性变变形形，在在静静水水压压力力不不很很大大的的情情况况下下（与与屈屈服服极极限限同同数数量量级级）所所得得拉拉伸伸曲曲线线与与简简单单拉拉伸伸几几乎乎一一致致，说说明明静静水水压压力力对对塑塑性性变变形形的的影影响响可可以以忽忽略。略。本讲稿第四页，共六十一页集中体现集中体现在三个阶段和四个特点。在三个阶段和四个特点。三个阶段是指：三个阶段是指：弹性变形阶段；弹性变形阶段；均匀塑性变形阶段；均匀塑性变形阶段；非均匀变形与断裂阶段非均匀变形与断裂阶段。四个特点是：四个特点是：弹塑性共存；弹塑性共存；加载与卸载时的加载与
6、卸载时的-关系不同；关系不同；塑性变形与变形历史或路径有关；塑性变形与变形历史或路径有关；存在加工硬化。存在加工硬化。本讲稿第五页，共六十一页金属塑性变形过程金属塑性变形过程金属塑性变形过程金属塑性变形过程基基 本本 假假 设设材料为均匀连续，且各向同性；材料为均匀连续，且各向同性；体积变化为弹性的，塑性变形时体积不变；体积变化为弹性的，塑性变形时体积不变；静水压力不影响塑性变形，只引起体积弹性变化；静水压力不影响塑性变形，只引起体积弹性变化；不考虑时间因素，认为变形为准静态；不考虑时间因素，认为变形为准静态；不考虑不考虑Bauschinger效应。效应。本讲稿第六页，共六十一页2.2 2.2
7、 塑性条件方程塑性条件方程塑性条件方程塑性条件方程 屈服准则又称塑性条件(Plasticconditions)或屈服条件(Yieldconditions)，它是描述不同应力状态下变形体某点进入塑性状态并使塑性变形继续进行所必须满足的力学条件。用屈服函数(Yieldfunction)表示：假设材料是各向同性的，屈服函数与坐标轴的选择无关，因此可用应力张量不变量表示屈服条件假设塑性变形与球应力张量无关，屈服条件可用偏应力张量的第二，第三不变量表示当用主应力表示，屈服条件为。本讲稿第七页，共六十一页一、屈服条件的一般形式 由于应力偏量满足：总是处在应力平面上。这样屈服条件就可以用平面上的封闭曲线表示
8、。若ij落在该曲线上，表示满足屈服准则。若ij在这个应力状态上在叠加一个静水应力，这时候在三维主应力空间中，相当于沿着等倾斜线移动面平行面，而应力点仍满足屈服准则。因此，在三维主应力空间中，屈服曲面是一等截面柱体。本讲稿第八页，共六十一页二、屈服曲面和屈服曲线（屈服条件的几何表达）1屈服曲面 以1、2、3三个主应力分量作为直角坐标系的三个坐标，构成的空间称为主应力空间，式的函数关系在主应力空间所构成的曲面就称为屈服曲面。注意屈服函数中的三个主应力分量是可以互换的，即不受123的限制，因此屈服曲面在主应力空间应是如图那样的以经原点且与三个坐标轴正向（或负向）成等倾角的直线为轴线的柱面。材料的应力
9、状态用主应力表示，在主应力空间就反映为一个点。此点若处于屈服曲面上，材料就屈服；若处于屈服曲面内，材料则处于弹性变形状态。本讲稿第九页，共六十一页2屈服曲线 经过主应力空间的坐标原点，且与屈服曲面轴线垂直的平面称为平面(见图中的绿色平面），屈服曲面与平面的交线称为屈服曲线(见图中的蓝色圆线），或屈服轨迹。屈服曲线实际反映了屈服曲面这个柱面的横截面的形状和大小。所以不同的屈服条件可以用不同的屈服曲线来区别，而且下面将看到，材料的屈服其实也可用偏应力状态与屈服曲线的关系来判断。(3)屈服曲线关于三个主应力坐标轴在屈服曲线关于三个主应力坐标轴在平面上平面上的投影是对称的（即对称性）的投影是对称的（即
10、对称性）(2)屈服曲线是外凸的（即外凸性）；屈服曲线是外凸的（即外凸性）；(1)屈服曲线是一条封闭曲线，原点被包屈服曲线是一条封闭曲线，原点被包围在内（即封闭性）；围在内（即封闭性）；屈服曲线有如下性质屈服曲线有如下性质:本讲稿第十页，共六十一页3应力矢量的分解 处于屈服状态的应力状态可用屈服曲面上的一点来表示，如图中的P点。联结OP形成的矢量（称为应力矢量）因而也可表示屈服时的应力状态。主应力空间的矢量OP可分解成与等倾线平行的分量ON及平面上的分量OQ。这样分解的实质相当于将应力张量分解为球应力张量与偏应力张量。这是因为矢量OP的三个坐标分量可作如下分解：式中i，j，k主应力空间三个坐标轴
11、上的单位矢量。本讲稿第十一页，共六十一页式中最后一个等号右边表示两个矢量。后一个矢量的三个分量都为m，说明此矢量的方向与等倾线一致，因而它代表ON；前一个矢量与ON的点乘积为零，因此前一矢量必然与ON垂直故处于平面上，因而它代表OQ。因此ON与OQ分别代表了球应力分量与偏应力分量，即：如前所述，屈服与平均应力无关，因此要判断材料是否屈服只需看OQ矢量的端点是否处在屈服曲线上。本讲稿第十二页，共六十一页4平面上的坐标 为了分析不同屈服条件所对应的屈服曲线的形状、大小，可首先将主应力空间的三个坐标轴向平面(见图中的绿色平面）上投影，然后以2轴的投影方向作为y轴，其垂直方向作为x轴建立如图所示的直角
12、坐标系。现考察主应力空间坐标轴单位矢量与其在x、y坐标轴上投影的关系。为此，在主应力空间从原点出发，在1、2坐标轴上截取单位矢量oa、ob。为确定oa或ob在平面上的投影的长度值，可先分析主应力空间ab的连线在平面上的投影值。由于在主应力空间很容易确定ab的长度为 （见主应力空间中的紫色三角形oab)，且因为ab平行于平面，所以ab在平面的投影也是 。oa或ob在平面上的投影为 /cos30。因此主应力空间中的分量1、2、3与其在平面投影的x，y坐标分量有如下关系。本讲稿第十三页，共六十一页主应力空间中的分量1、2、3与其在平面投影的x，y坐标分量有如下关系。应力矢量在平面上的投影的x、y坐标
13、系上的坐标可表示为 本讲稿第十四页，共六十一页若在平面上建立极坐标，应力矢量在平面上的投影的极坐标为 定义为定义为：罗德参数：罗德参数本讲稿第十五页，共六十一页6Tresca屈服条件 Tresca屈服条件表述为：最大切应力达到一定值材料就屈服。设123，Tresca屈服条件的数学表达为式中C与屈服有关的常数若用单向拉伸试验来确定常数C，将1=s（屈服应力），2=3=0，代入5-11式可得C=s/2，因而Tresca屈服条件也可表示为本讲稿第十六页，共六十一页若用扭转试验来确定常数C，将1=s（剪切屈服应力），2=0，3=-s代入上式可得C=s，因而Tresca屈服条件可表示为：按Tresca条
14、件，两种屈服应力有如下关系：Tresca条件表示在平面上：本讲稿第十七页，共六十一页Tresca条件表示在平面上的x-y坐标系中的方程为 根据屈服曲线的对称性和封闭性可知，Tresca条件表示在平面上为一个边长距圆心距离为 s，顶点距圆心距离为 s的正六边形。本讲稿第十八页，共六十一页7Mises屈服条件密席斯屈服准则可以表述为：当应力偏张量的第二不变量I2/达到某定值时，材料就会屈服。更为方便的表述方式是：当应力状态的等效应力达到某一与应力状态无关的定值时，材料就屈服；或者说，材料处于塑性状态时，等效应力始终是一不变的定值。密席斯屈服准则的表达式为：本讲稿第十九页，共六十一页若用单向拉伸试验
15、来确定上式中的常数C，将1=s，2=3=0代入上式可得C=s/，因而Mises屈服条件为 若用扭转试验来确定常数C，将1=s，2=0，3=s代入式可得C=s，因而Mises屈服条件也可表示为本讲稿第二十页，共六十一页说明Mises屈服条件表示在平面上为一个圆，且此圆为Tresca屈服曲线的正六边形的外接圆。本讲稿第二十一页，共六十一页8.中间主应力对屈服的影响设123，由Tresca条件，中间主应力2对屈服无影响，而按Mises条件，中间主应力对屈服有影响，其影响程度可用罗德参数来表示。根据的定义式可知，当2在1与3之间变化时，在+1-1间变化，且可用罗德参数来表示中间主应力 带入后，Mise
16、s屈服条件可表示为 式中中间主应力影响系数。本讲稿第二十二页，共六十一页式与Tresca条件很相仿，因而很利于比较两种屈服条件的差别。由于的变化范围为-1+1，的变化范围为11.155，现考虑两种特殊情况：（1）当2=1或2=3时，=1或-1，取值为1，两种屈服条件的形式是一样的。其实，参考式可知，此时=/6或-/6，屈服点正处于Tresca屈服曲线的正六边形的顶点上。本讲稿第二十三页，共六十一页（2）当2=(1+3)/2时，=0，取值为1.155，两种屈服条件有差别。其实此时=0，按Tresca屈服条件，屈服点在正六边形边长的中点上，与Mises屈服条件的差别最大。9.两种屈服条件的实验验证
17、P381-3=2s式中K平面变形抗力。按Tresca条件，K=s=2s；按Mises条件K=1.155s=2s，因此对于平面变形状态，Tresca条件和Mises条件可统一表示为(1-3)=K对应着平面变形状态。平面变形状态的屈服条件常表示为本讲稿第二十四页，共六十一页10.硬化材料的屈服条件从单向拉伸曲线可以看出，进入塑性变形以后的应力都可以视作屈服点，称为后续屈服点，而且其值总是大于初始屈服点s。对于三维应力空间，初始屈服条件为一曲面。实验表明，硬化材料存在后续屈服曲面，也称为加载曲面。最简单的等强强化模型认为：后续屈服曲面或加载曲面在应力空间中作形状相似地放大，且中心位置不变。在平面上，
18、加载曲面变为曲线，它与初始屈服曲线相似。因此，Tresca准则的加载曲面是一系列的同心六棱柱，VonMises准则的加载曲面是一系列的同心圆柱面。本讲稿第二十五页，共六十一页 TrescaTresca 屈服准则（最大剪应力准则）屈服准则（最大剪应力准则）MisesMises 屈服准则屈服准则 本讲稿第二十六页，共六十一页比较两屈服准则的区别：比较两屈服准则的区别：比较两屈服准则的区别：比较两屈服准则的区别：（1 1）物理含义物理含义不同：不同：TrescaTresca：最大剪应力达到极限值：最大剪应力达到极限值K K Mises Mises：畸变能达到某极限：畸变能达到某极限（2 2）表达式表
19、达式不同不同;（3 3）几何表达几何表达不同：不同：TrescaTresca准则准则：在主应力空间中为一垂直：在主应力空间中为一垂直平面的正六棱柱；平面的正六棱柱；Mises Mises 准则准则：在主应力空间中为一垂直于：在主应力空间中为一垂直于平面的圆柱。平面的圆柱。(平面平面:在主应力坐标系中，过原点并垂直于等倾线的平面在主应力坐标系中，过原点并垂直于等倾线的平面)本讲稿第二十七页，共六十一页比较两屈服准则的区别比较两屈服准则的区别比较两屈服准则的区别比较两屈服准则的区别本讲稿第二十八页，共六十一页两准则的联系：两准则的联系：（1 1）空间几何空间几何表达：表达：MisesMises圆柱
20、外接于圆柱外接于TrescaTresca六棱柱；六棱柱；在在平面上两准则有六点重合；平面上两准则有六点重合；（2 2）通过引入）通过引入罗德参数罗德参数和中间主应力影响系数和中间主应力影响系数，可以将两，可以将两 准则写成相同的形式：准则写成相同的形式：其中其中 称为中间主应力影响系数称为中间主应力影响系数 称为称为LodeLode参数。参数。本讲稿第二十九页，共六十一页讨论：讨论：当材料受单向应力时，当材料受单向应力时，=1=1，两准则重合；，两准则重合；在纯剪应力作用下，两准则差别最大；在纯剪应力作用下，两准则差别最大；按按TrescaTresca准则：准则：按按MisesMises准则：
21、准则：一般情况下，一般情况下，=1=11.1541.154 本讲稿第三十页，共六十一页2.3 塑性应力应变关系（本构关系）塑性应力应变关系（本构关系）描述变形体应力应变关系的方程称为物理方程或物性方程，在塑性力学中又称为本构方程。因此应力应变关系也称为本构关系。本构方程和屈服条件一样，是求解塑性成形问题的重要补充方程。本讲稿第三十一页，共六十一页（1）应变增量理论应变增量与应力偏张量成正比本讲稿第三十二页，共六十一页本讲稿第三十三页，共六十一页应力-应变速率方程将增量理论式两边除以时间dt，可得应力应变速率方程，称为圣文南塑性流动方程。即：塑性流动方程本讲稿第三十四页，共六十一页（2）全量理论
22、若若已已知知应应变变的的变变化化历历史史，则则沿沿路路径径可可以以积积分分得得出出应应力力与与应应变变全全量量的的关关系系，建建立立全全量量理理论论或或形形变变理理论论，尤尤其其是是简简单单加加载载下下，把把增增量量理理论论中中的的增增量量符符号号“d d”取消即可。取消即可。等效应力是等效应变的函数等效应力是等效应变的函数应力偏量分量与应变偏量分量成比例应力偏量分量与应变偏量分量成比例本讲稿第三十五页，共六十一页本讲稿第三十六页，共六十一页增量理论与全量理论增量理论与全量理论p增量理论：增量理论：l全量理论：全量理论：本讲稿第三十七页，共六十一页例题讲解：例题讲解：例题讲解：例题讲解：例：求
23、例：求 之比（满足塑性条件）之比（满足塑性条件）本讲稿第三十八页，共六十一页解：对（解：对（A）有）有所以有：所以有：本讲稿第三十九页，共六十一页对（对（B B）有）有所以有：所以有：本讲稿第四十页，共六十一页对（对（C C）有）有所以有：所以有：本讲稿第四十一页，共六十一页2.4 2.4 变形抗力曲线与加工硬化变形抗力曲线与加工硬化l在关系中含有d：l要确定d，必须知道ee关系，即等效应力应变曲线。本讲稿第四十二页，共六十一页p变变形形抗抗力力是是指指材材料料在在一一定定温温度度、速速度度和和变变形形程程度度条条件件下下，保保持持原原有有状状态态而而抵抵抗抗塑塑性变形的能力。性变形的能力。p
24、它它是是一一个个与与应应力力状状态态有有关关的的量量。不不同同的的应力状态，有不同的变形抗力。应力状态，有不同的变形抗力。本讲稿第四十三页，共六十一页2.4.1 变形抗力曲线与等效应力应变曲线变形抗力曲线与等效应力应变曲线不同的应力状态，会有不同的变形抗力曲线不同的应力状态，会有不同的变形抗力曲线本讲稿第四十四页，共六十一页等效应力与等效应变曲线与数学模型每一种应力状态，都会有其特有的抗力曲线。如何更准确地反映材料的 曲线。本讲稿第四十五页，共六十一页l根据不同的曲线，可以划分为以下若干种类型：幂函数强化模型、线性强化模型、线性刚塑性强化模型、理想塑性模型、理想刚塑性模型本讲稿第四十六页，共六
25、十一页2.5 2.5 2.5 2.5 影响变形抗力的因素影响变形抗力的因素影响变形抗力的因素影响变形抗力的因素化学成份的影响化学成份的影响变形温度的影响变形温度的影响变形程度的影响变形程度的影响变形速度的影响变形速度的影响接触摩擦的影响接触摩擦的影响应力状态的影响应力状态的影响组织结构的影响组织结构的影响本讲稿第四十七页，共六十一页化学成分的影响化学成分的影响化学成分的影响化学成分的影响 化学成分对变形抗力的影响非常复杂。一般情况下，对于各种化学成分对变形抗力的影响非常复杂。一般情况下，对于各种纯金属，因原子之间相互作用不同，变形抗力也不同。同一种金纯金属，因原子之间相互作用不同，变形抗力也不
26、同。同一种金属纯度愈高，变形抗力愈小。组织状态不同，抗力值也有差异，属纯度愈高，变形抗力愈小。组织状态不同，抗力值也有差异，如退火态与加工态，抗力明显不同。如退火态与加工态，抗力明显不同。本讲稿第四十八页，共六十一页 合合金金元元素素对对变变形形抗抗力力的的影影响响，主主要要取取决决于于合合金金元元素素的的原原子子与与基基体体原原子子间间相相互互作作用用特特性性、原原子子体体积积的的大大小小以以及及合合金金原原子子在在基基体体中中的的分分布布情情况况。合合金金元元素素引引起起基基体体点点阵阵崎崎变变程程度度愈愈大大，变变形形抗力也越大。抗力也越大。化学成分的影响化学成分的影响本讲稿第四十九页，
27、共六十一页变形温度的影响变形温度的影响变形温度的影响变形温度的影响 由于温度升高，金属原子间的结合力降低了，金属滑移由于温度升高，金属原子间的结合力降低了，金属滑移的临界切应力降低，几乎所有金属与合金的变形抗力都随的临界切应力降低，几乎所有金属与合金的变形抗力都随温度升高而降低。但是对于那些随温度变化产生物理化温度升高而降低。但是对于那些随温度变化产生物理化学变化和相变的金属与合金，则存在例外。学变化和相变的金属与合金，则存在例外。本讲稿第五十页，共六十一页变形程度的影响变形程度的影响 无论在室温或高温条件下，只要回复和再结晶过程来无论在室温或高温条件下，只要回复和再结晶过程来不及进行，则随着
28、变形程度的增加必然产生加工硬化，不及进行，则随着变形程度的增加必然产生加工硬化，使变形抗力增大，通常变形程度在使变形抗力增大，通常变形程度在3030以下时，变形抗以下时，变形抗力增加显著。当变形程度较大时，变形抗力增加缓慢，力增加显著。当变形程度较大时，变形抗力增加缓慢，这是因为变形程度的进一步增加，晶格崎变能增加，促这是因为变形程度的进一步增加，晶格崎变能增加，促进了回复与再结晶过程的发生与发展，也使变形热效应进了回复与再结晶过程的发生与发展，也使变形热效应增加。增加。本讲稿第五十一页，共六十一页变形速度的影响变形速度的影响 变形速度的提高，单位时间内的发热率增加，有利于软变形速度的提高，单
29、位时间内的发热率增加，有利于软化的产生，使变形抗力降低。另一方面，提高变形速度缩短化的产生，使变形抗力降低。另一方面，提高变形速度缩短了变形时间，塑性变形时位错运动的发生与发展不足，使变了变形时间，塑性变形时位错运动的发生与发展不足，使变形抗力增加。一般情况下，随着变形速度的增大，金属和合形抗力增加。一般情况下，随着变形速度的增大，金属和合金的抗力提高，但提高的程度与变形温度密切相关。冷变形金的抗力提高，但提高的程度与变形温度密切相关。冷变形时，变形速度的提高，使抗力有所增加，或者说抗力对速度时，变形速度的提高，使抗力有所增加，或者说抗力对速度不是非常敏感。而在热变形时，变形速度的提高，会引起
30、抗不是非常敏感。而在热变形时，变形速度的提高，会引起抗力明显波动，即抗力对速度敏感。力明显波动，即抗力对速度敏感。本讲稿第五十二页，共六十一页接触摩擦的影响接触摩擦的影响接触摩擦的影响接触摩擦的影响 实际变形抗力还受接触摩擦影响，一般摩擦力愈大，实际变形实际变形抗力还受接触摩擦影响，一般摩擦力愈大，实际变形抗力愈大。实际上摩擦的存在使应力状态发生变化，三向压应力抗力愈大。实际上摩擦的存在使应力状态发生变化，三向压应力更大，导致变形抗力增大。更大，导致变形抗力增大。本讲稿第五十三页，共六十一页应力状态的影响应力状态的影响 变形抗力是一个与应力状态有关的量。例如，假设棒材挤变形抗力是一个与应力状态
31、有关的量。例如，假设棒材挤压与拉拔的变形量一样，但变形力肯定不一样。从主应力图压与拉拔的变形量一样，但变形力肯定不一样。从主应力图与主应变图上可知，挤压力为与主应变图上可知，挤压力为 ，拉拔抗力也为，拉拔抗力也为 ，由，由 Tresca Tresca屈服准则屈服准则:或或本讲稿第五十四页，共六十一页 不不难难看看出出：挤挤压压变变形形抗抗力力 在在叠叠加加一一同同号号压压应应力力 之之后后，变变的的更更负负，即即绝绝对对值值增增加加；而而拉拉拔拔变变形形抗抗力力11在在叠叠加加一一异异号号压压应应力力 之之后后，有有所所减减小小，即即绝绝对对值值减减小小。再再如如，平平面面应应变变压压缩缩的的
32、抗抗力力为为 ，单单向向压压缩缩的的抗抗力力为为 ，而而纯纯剪剪的的变变形形抗抗力力为为K K，它它们们均均不不相相同同。因因此此，不不同同的的应应力力状态，变形抗力必不相同。状态，变形抗力必不相同。应力状态的影响应力状态的影响1 本讲稿第五十五页，共六十一页组织结构的影响组织结构的影响晶粒大小结构变化单组织和多组织本讲稿第五十六页，共六十一页晶粒大小晶粒大小晶粒大小晶粒大小 金属和合金的晶粒愈细，同一体积内的晶界愈金属和合金的晶粒愈细，同一体积内的晶界愈多。在室温下由于晶界强度高于晶内，所以金属多。在室温下由于晶界强度高于晶内，所以金属和合金的变形抗力就高。和合金的变形抗力就高。本讲稿第五十
33、七页，共六十一页结构变化结构变化结构变化结构变化 金属和合金的性质取决于结构，即取决于原子间的结合金属和合金的性质取决于结构，即取决于原子间的结合方式和原子在空间排布情况。当原子的排布方式发生变化时，方式和原子在空间排布情况。当原子的排布方式发生变化时，即发生了相变，则抗力也会发生一定的变化即发生了相变，则抗力也会发生一定的变化.本讲稿第五十八页，共六十一页单组织和多组织单组织和多组织 当合金为单相组织时，单相固溶体中合金元素含量愈当合金为单相组织时，单相固溶体中合金元素含量愈高，变形抗力则愈高，这是晶格崎变的后果，当合金为多高，变形抗力则愈高，这是晶格崎变的后果，当合金为多相组织时，第二相的
34、性质、大小、形状、数量与分布状况相组织时，第二相的性质、大小、形状、数量与分布状况对变形抗力都有影响。一般而言，硬而脆的第二相在基本对变形抗力都有影响。一般而言，硬而脆的第二相在基本相晶粒内呈颗粒状弥散分布，合金的抗力就高。第二相越相晶粒内呈颗粒状弥散分布，合金的抗力就高。第二相越细，分布越均匀，数量越多，则变形抗力越高。细，分布越均匀，数量越多，则变形抗力越高。本讲稿第五十九页，共六十一页本讲稿第六十页，共六十一页小小 结结 本章中讨论了金属塑性变形过程和力学特点、塑性条件本章中讨论了金属塑性变形过程和力学特点、塑性条件方程、塑性变形的应力应变关系、变形抗力曲线与加工硬方程、塑性变形的应力应变关系、变形抗力曲线与加工硬化以及影响变形抗力的因素。化以及影响变形抗力的因素。我们需要重点掌握塑性变形过程和力学特点，塑性变形方程，我们需要重点掌握塑性变形过程和力学特点，塑性变形方程，塑性变形的应力应变关系，变形抗力曲线与加工硬化。塑性变形的应力应变关系，变形抗力曲线与加工硬化。本讲稿第六十一页，共六十一页