变形抗力及测定方法和影响因素
变形抗力的影响因素-化学成分和显微组织的影响
影响变形抗力的因素
一、化学成分 二、组织结构 二、轧件温度 三、变形速度 四、变形程度 五、应力状态 ……
一、化学成分对变形抗力的影响
对于纯金属：原子间结合力大的，滑移阻力大，变形抗力 大。同种金属：纯度愈高的变形抗力愈小。
对于合金：随含C量或合Байду номын сангаас成分增加，变形抗力大。 原因： （1）溶入固溶体，基体金属点阵畸变增加； （2）形成化合物； （3）形成第二相组织。
1、晶粒尺寸： 晶粒越细小，变形抗力越大。晶粒体积相同时，细长晶粒
比等轴晶粒结构的变形抗力要大；晶粒尺寸不均匀时，比 均匀晶粒结构的变形抗力大。 2、单相组织和多相组织 单相组织比多相组织的变形抗力要低； 3、夹杂物 使变形抗力升高。
谢谢大家！
（1）Mn溶入铁素体引起固溶强化；
（2）Mn可以使钢材在轧后冷却时，得到比较细而且强度 较高的珠光体。
每增加0.1%Mn，热轧钢抗拉强度增加7.8~12.7MN/m2， 屈服强度增加7.8~9.8MN/m2。
一、化学成分对变形抗力的影响
3、硅 硅在碳钢中的含量≤0.5%。 每增加0.1%Si，热轧钢的抗拉强度增加7.8~8.8MN/m2，
屈服强度增加3.9~4.9MN/m2。
一、化学成分对变形抗力的影响
4、Cr 含铬钢，影响其变形抗力的是钢中的含碳量。 0.7％～1.0％的铬钢的变形抗力比相应含碳量的碳钢高5％
～10％。 GCr6～GCr15高碳铬钢，变形抗力稍高于碳钢。 高铬钢1Cr13～4Cr13，Cr17，Cr23等在高速下变形时，变
形抗力大为提高。
一、化学成分对变形抗力的影响
5、镍 镍在钢中可使变形抗力稍有提高。 但对25NiA、30NiA等钢来讲，其变形抗力与碳钢相差不大
13.4影响塑性和变形抗力的因素
7,其它元素:主要是降低钢的塑性,提高变形抗力
合金元素对铁素体伸长率和韧性的影响
(二)组织状态对金属塑性的影响
晶格类型的影响 面心立方——12个滑移系,同一滑移面上3个滑移方向, 塑性最好,如铝,铜和镍等. 体心立方——12个滑移系,同一滑移面上2个滑移方向, 塑性较好,如钒,钨,钼等. 密排六方——3个滑移系,塑性最差,如镁,锌,钙等. 晶粒度的影响 晶粒度越小,越均匀,塑性越高.
第四节影响塑性和变形抗力的因素
一,塑性,塑性指标和塑性图 塑性:金属在外力作用下发生永久变形而不破坏其完整性的 能力. 1,塑性反映了材料产生塑性变形的能力; 2,塑性不是固定不变的,同一种材料,在不同的变形条件 下,会表现出不同的塑性. 3,影响金属塑性的因素主要有两方面: 1)内因:金属本身的晶格类型,化学成分和金相组织等; 2)外因:变形时外部条件,如变形温度和受力状况等.
A0 ,Ak
塑性指标还可以用镦粗实验和扭转试验测定. 镦粗试验(试样的高度为直径的1.5倍)中,以出现 第一条裂纹时的变形程度为塑性指标:
εc
,
H0 Hk = H0
×
100%
试样原始高度和表面出现第一条裂纹 时的高度
注:只有相同的指标才能相互比较
原始样
出现裂纹后的试样
镦粗试验
塑性图: 在不同的变形速度下,以不同温度下的各 种塑性指标( , , , ,ak等)为纵坐标, 以温度为横坐标绘制成的函数曲线.
碳钢的塑性随温度的变化曲线
(四)应变速率对塑性的影响
一方面,随变形速率的增大,金属的塑性降低:没有足 够的时间进行回复或再结晶,软化过程进行得不充分. 另一方面,随着变形速率的增加,在一定程度上使金属 的温度升高,温度效应显著,从而提高金属的塑性.但 对于有脆性转变的金属,则应变速率的增加可能引起塑 性的下降.
变形抗力概念及测定方法课件
在材料科学中的应用
金属材料 高分子材料
在工程结构中的应用
桥梁和建筑结构
在桥梁和建筑结构的稳定性分析中，变形抗力是评估结构承载能力和安全性的重要参数，通过分析结构在不同受 力状态下的变形抗力，可以确保结构的稳定性和安全性。
机械装备
在机械装备中，如机床、发动机等，变形抗力对设备的性能和使用寿命具有重要影响，通过优化材料的变形抗力 可以提高设备的稳定性和可靠性。
具体操作时，将试样放置在试验机上，施加逐渐增大的外力，记录试样在不同外 力下的变形情况，绘制应力-应变曲线，从而确定材料的变形抗力。
间接测定法
综合测定法
材料的种类和状态
金属材料
金属材料的变形抗力与其种类、纯度、 晶粒大小、热处理状态等有关。例如， 不锈钢、钛合金等高强度合金的变形 抗力较大。非金属材料Fra bibliotek复合材料
由两种或多种材料组成，其变形抗力 取决于各组成材料的性质、比例以及 复合方式。
如塑料、橡胶等非金属材料的变形抗 力受其化学结构、分子量、添加剂等 因素影响。
温度和湿度
温度 湿度
应变速率
应变速率
动态加载
在动态加载条件下，由于惯性效应和 应力波传播的影响，材料的变形抗力 可能会表现出不同的规律。
• 变形抗力基本概念 • 变形抗力的测定方法 • 变形抗力的影响因素 • 变形抗力的应用 • 变形抗力的研究进展
变形抗力的定义 01 02
变形抗力的物理意义
变形抗力的大小决定了材料在受力过 程中是否容易发生屈服、断裂等现象。
变形抗力与材料性质的关系
直接测定法
直接测定法是通过直接对材料施加外力，观察其变形程度和承载能力来测定变形 抗力。这种方法简单直观，适用于各种材料和不同形状的试样。
金属的塑性变形抗力
4.1塑性变形抗力的基本概念及测定方法 4.1塑性变形抗力的基本概念及测定方法
4.1.1塑性变形抗力的基本概念 4.1.1塑性变形抗力的基本概念
变形力:塑性加工时,使金属发生塑性变形的外力. 塑性加工时,使金属发生塑性变形的外力. 变形抗力：
金属抵抗变形力之力. 金属抵抗变形力之力. 材料在一定温度、速度和变形程度条件下， 材料在一定温度、速度和变形程度条件下，保持原有 状态而抵抗塑性变形的能力。 状态而抵抗塑性变形的能力。 在所设定的变形条件下， 在所设定的变形条件下，所研究的变形物体或其单元 体能够实现塑性变形的应力强度。 体能够实现塑性变形的应力强度。 变形抗力与变形力数值相等,方向相反. 变形抗力与变形力数值相等,方向相反. 不同金属材料变形抗力不同. 不同金属材料变形抗力不同.
4.2金属的化学成分及组织对塑性变形抗力的影响 4.2金属的化学成分及组织对塑性变形抗力的影响
4.2.1化学成分对塑性变形抗力的影响 4.2.1化学成分对塑性变形抗力的影响 对于各种纯金属，原子间结合力大的，滑移阻力大， 对于各种纯金属，原子间结合力大的，滑移阻力大，变形 抗力也大。 抗力也大。 同一种金属，纯度愈高，变形抗力愈小。 同一种金属，纯度愈高，变形抗力愈小。 合金元素的存在及其在基体中存在的形式对变形抗力有显 著影响。 著影响。 原因： 溶入固溶体，基体金属点阵畸变增加； 原因：1）溶入固溶体，基体金属点阵畸变增加； 2）形成化合物 3）形成第二相组织，使σS增加。 形成第二相组织， 增加。 合金元素使钢的再结晶温度升高，再结晶速度降低， 合金元素使钢的再结晶温度升高，再结晶速度降低，因而 硬化倾向性和速度敏感性增加，变形速度高, 硬化倾向性和速度敏感性增加，变形速度高,σS↑. 某些情况下, 某些情况下,改变合金的某主要成分的含量不会引起变形 抗力的太大变化. 抗力的太大变化.
弹性与塑性及变形抗力影响因素
冲压工艺与模具设计弹性与塑性及变形抗力影响因素1.1金属塑性变形的基本概念1.1.1弹性变形与塑性的变形方式弹性变形：外力作用取消后，金属变形即可消失并能完全恢复原来形状，这种可恢复的变形称为弹性变形。
塑性变形：金属外力作用下产生不可恢复的永久变形称为塑性变形。
冲压成形是为了让金属得到一种设计想要的形状，因此冲压过程主要是得到塑性变形。
问题1. 塑性变形过程会不会有弹性变形产生呢？1.1.2塑性变形的基本方式1、晶内变形（单个晶体内的变形）滑移孪生有缘学习更多＋谓ｙｇｄ３０７６考证资料或关注桃报：奉献教育（店铺）2. 晶间变形（多个晶体间的变形）晶粒间的滑动、转动1.1.3 金属的塑性与变形抗力 1.塑性及塑性指标 塑性：指金属在外力的作用下，能稳定的发挥塑性变形而不破坏其完整性的能力。
塑性指标：衡量金属在一定条件下塑性高低的数量指标。
常用的塑性指标有 延伸率 断面收缩率2.变形抗力 金属产生塑性变形的力为变形力，金属抵抗变形的力称为变形抗力。
问题： 金属塑性的好坏与变形抗力的大小是一回事吗？%100L L L 00K ⨯-=δ%10000⨯-=A A A K ψ1.1.4影响金属的塑性与变形抗力的主要因素1.化学成份和组织对塑性和变形抗力的影响成份影响；组织影响(单相、多相；晶粒大小）；2.变形温度对塑性和变形抗力的影响温度升高，晶粒发生回复和再结晶；温度升高出现新的滑移系；随着温度的升高，塑性增加，但并不是简单的直线上升，在有些温度区间由于晶粒边界的变化或相变而出现脆性3.变形速度对塑性和变形抗力的影响变形速度加大驱动更多的位错；没来得及回复和结晶；温度效应可以降低变形抗力有缘学习更多＋谓ｙｇｄ３０７６考证资料或关注桃报：奉献教育（店铺）谢谢观看。
q235钢变形抗力公式
q235钢变形抗力公式Q235钢是中国常用的一种结构钢材料，具有良好的焊接性能、强度和塑性。
在工程设计中，对于Q235钢的变形抗力的计算是非常重要的。
本文将介绍Q235钢变形抗力的计算公式及其应用。
Q235钢的变形抗力是指在外力作用下，钢材发生变形的抵抗能力。
变形抗力的计算需要考虑钢材的强度和材料的力学性能。
Q235钢的变形抗力计算公式如下：F = A * σ其中，F是钢材的变形抗力，A是钢材的截面面积，σ是钢材的应力。
钢材的截面面积可以通过几何计算得到，常见的截面形状有矩形、圆形等。
例如，对于矩形截面，截面面积可以通过长度和宽度的乘积得到。
对于圆形截面，截面面积可以通过半径的平方乘以π得到。
钢材的应力是指钢材单位面积上的力。
应力的计算可以通过力和截面面积的比值得到。
例如，当钢材承受的力为1000N，截面面积为1平方米时，应力为1000N/1平方米=1000N/㎡。
Q235钢的应力可以通过力学性能参数得到，如屈服强度、抗拉强度等。
屈服强度是指在材料开始变形时所能承受的最大应力。
抗拉强度是指材料在拉伸过程中能够承受的最大应力。
这些力学性能参数可以通过实验或查阅相关资料得到。
在实际工程设计中，我们可以根据具体的应用场景和设计要求，选择合适的变形抗力计算公式。
例如，在承重结构设计中，我们需要确保Q235钢材的变形抗力能够满足承载要求，以确保结构的稳定和安全。
根据变形抗力的计算公式，我们可以对材料的截面尺寸和材料的力学性能进行合理的选择和设计。
需要注意的是，Q235钢的变形抗力计算公式是在假设材料在弹性范围内工作的基础上得出的。
如果材料超过了弹性极限，变形抗力的计算公式将不再适用。
在实际应用中，我们需要根据具体情况，对材料的强度和变形进行综合考虑。
综上所述，Q235钢的变形抗力计算公式是根据钢材的截面面积和应力来计算的。
在工程设计中，我们可以根据具体的应用要求和设计标准，选择合适的变形抗力计算公式，并结合材料的力学性能参数，进行合理的设计和选择。
轧制过程中流变应力、轧制力、变形抗力
轧制过程中流变应力、轧制力、变形抗力下载提示：该文档是本店铺精心编制而成的，希望大家下载后，能够帮助大家解决实际问题。
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控轧变形抗力影响因素
第六章控轧条件下钢的变形抗力在控制轧制中金属的变形抗力不仅是变形温度、变形量、化学成分的函数，而且与变形过程中金属的组织变化有关。
而后者在通常的热加工过程中是不可以忽略的。
控制轧制中组织的变化主要表现在以下几个方面：(1)控制轧制要求在奥氏体未再结晶区保证必要的变形量，这就意味着每轧一道后轧件的奥氏体不能通过再结晶恢复到原来的状态，也就是说存在着残余变形。
因此在这个区内的变形抗力就不仅和该道次的轧制条件有关，而且和它的变形历史有关。
含铌等微量合金元素的钢，通过变形诱导析出微细的碳氮化合物抑制了奥氏体再结晶的发生，促使残余变形更易于发生，在形变累积作用下使变形抗力提高。
在连续棒材轧机和带钢热连轧机组的精轧机上的轧制速度很高，机架间的轧制间隙时间在1s以下，后段轧机间甚至达到0.1s，因此在热连轧精轧机组上高速轧制时，即使对不含铌等微量元素的钢种，奥氏体的静态再结晶也受到抑制，从而产生变形的累积效果，使变形抗力增高。
(2)控制轧制中广泛采用在奥氏体再结晶区中反复进行形变-再结晶，使奥氏体晶粒不断细化的工艺。
细小奥氏体晶粒的产生同样也导致变形抗力的升高。
(3)控制轧制还可能在(A+F)两相区进行轧制。
F的存在当然就会改变单一奥氏体组织的变形抗力。
多道次变形对变形抗力的影响软化率与变形间隔时间里的静态回复和再结晶的进展有关。
它除了受到变形温度的影响而外，还受到原始晶粒尺寸、应变速度和化学成分的影响，特别是微量合金元素的影响。
形状与抗弯曲能力实验报告
形状与抗弯曲能力实验报告实验名称：形状与抗弯曲能力实验报告一、实验目的：1. 掌握刚度和弯曲应力的概念；2. 通过实验研究不同形状的材料在相同条件下的抗弯曲能力。
二、实验原理：1. 刚度：材料在受力作用下发生形变的趋向程度称为刚度。
刚度越大，材料发生形变的趋向程度越小。
2. 弯曲应力：材料受到外力作用时，材料内部产生的应力称为弯曲应力。
弯曲应力是材料抗弯曲变形的能力。
三、实验器材与试样：1. 实验器材：弯曲测试机、计算机。
2. 试样：选择不同形状的金属棒进行实验。
例如，圆柱形状、方柱形状和圆环形状。
四、实验步骤：1. 准备工作：根据实验需要选择不同形状的金属棒作为试样，并测量其初始长度和直径。
2. 调整实验仪器：根据实验要求调整弯曲测试机的参数，例如加载速率和测试温度。
3. 实验操作：a. 将试样固定在弯曲测试机上，并调整好加载装置。
b. 开始实验，加载外力使试样发生弯曲。
c. 记录试样弯曲发生的变化情况，包括试样的形变程度和弯曲后的长度变化。
d. 重复以上实验操作，以获取准确的实验数据。
五、实验结果与数据分析：1. 根据实验数据计算不同形状的试样在相同外力作用下的弯曲应力。
2. 将实验结果绘制成图表，并比较不同形状试样的弯曲应力。
3. 分析实验结果，得出不同形状试样的抗弯曲能力大小顺序。
六、实验结论：1. 根据实验结果和分析，得出不同形状试样的抗弯曲能力大小顺序。
2. 形状对材料的弯曲应力和抗弯曲能力有一定影响，不同形状的材料的刚度表现不同。
七、实验中的不确定因素：1. 实验器材的精密度和可靠性；2. 试样的制备过程中的因素；3. 实验环境的影响，包括温度、湿度等因素。
八、实验改进措施：1. 通过增加重复实验次数，减小实验数据的随机误差；2. 选择更加精密的实验器材和仪器，提高实验的可靠性。
九、实验意义与应用：1. 了解不同形状材料在抗弯曲能力方面的表现；2. 对材料的设计和选择有一定参考价值；3. 培养实验操作和数据处理的能力。
5金属的塑性与变形抗力-新解析
1区——位于100～200℃之间，塑性增加是由于在 冷变形时原子动能增加的原因〔热振动〕。
2区——位于700～800℃之间，由于有再结晶和集 中过程发生，这两个过程对塑性都有好的作用。
3区——位于950～1250℃的范围内，在此区域中没有相变 ，钢的组织是均匀全都的奥氏体。
热轧时应尽可能地使变形在3区温度范围内进展，而冷加工 的温度则应为1区。
2、变形速度的影响
变形速度对塑性的影响
Ⅰ区，即变形速度小于临界变形速度，该区随变 形速度的增加，塑性是随之下降的。
Ⅱ区，是在大于临界变形速度的状况下，随变形速度的增 加，塑性是增加的。
三、 变形力学条件对塑性的影响
1、 应力状态的影响
钢的变形抗力和温度的关系如下：
如1200℃时
变形抗力为1.0
则1100℃时
变形抗力为2.7
1000℃时
变形抗力为4.0
800℃时
变形抗力为6.7
常温时
变形抗力为20
温度上升，金属变形抗力降低的缘由有以下几个方 面： 〔1〕发生了回复与再结晶 ，
〔2〕临界剪应力降低 ，
〔3〕金属的组织构造发生变化，
〔2〕单相组织比多相组织的变形抗力要低；
〔3〕晶粒体积一样时，晶粒瘦长者较等轴晶粒构造的变 形抗力为大；
〔4〕晶粒尺寸不均匀时，又较均匀晶粒构造时为大；
〔5〕金属中的夹杂物对变形抗力也有影响，在一般状况 下，夹杂物会使变形抗力上升；钢中有其次相时，变形抗力也 会相应提高。
二、变形温度的影响
在加热及轧制过程中，温度对钢的变形抗力影响特 别大。随着钢的加热温度的上升，变形抗力降低。
第五章金属的塑性和变形抗力
第五章 金属的塑性和变形抗力从金属成形工艺的角度出发，我们总希望变形的金属或合金具有高的塑性和低的变形抗力。
随着生产的发展，出现了许多低塑性、高强度的新材料，需要采取相应的新工艺进行加工。
因此研究金属的塑性和变形抗力，是一个十分重要的问题。
本章的目的在于阐明金属塑性和变形抗力的概念，讨论各种因素对它们的影响。
§5.1 塑性、塑性指标、塑性图和变形抗力的概念所谓塑性，是指固体材料在外力作用下发生永久变形而又不破坏其完整性的能力。
人们常常容易把金属的塑性和硬度看作成反比的关系，即认为凡是硬度高的金属其塑性就差。
当然，有些金属是这样的，但并非都是如此，例如下列金属的情况： Fe HB ＝80 ψ＝80％Ni HB ＝60 ψ＝60％Mg HB ＝8 ψ＝3％Sb HB ＝30 ψ＝0％可见Fe 、Ni 不但硬度高，塑性也很好；而Mg 、Sb 虽然硬度低，但塑性也很差。
塑性是和硬度无关的一种性能。
同样，人们也常把塑性和材料的变形抗力对立起来，认为变形抗力高塑性就低，变形抗力低塑性就高，这也是和事实不符合的。
例如奥氏体不锈钢在室温下可以经受很大的变形而不破坏，既这种钢具有很高的塑性，但是使它变形却需要很大的压力，即同时它有很高的变形抗力。
可见，塑性和变形抗力是两个独立的指标。
为了衡量金属塑性的高低，需要一种数量上的指标来表示，称塑性指标。
塑性指标是以金属材料开始破坏时的塑性变形量来表示。
常用的塑性指标是拉伸试验时的延伸率δ和断面缩小率ψ，δ和ψ由下式确定： %100l l l 00k ×−=δ （5.1） %100F F F 0K 0×−=ψ (5.2) 式中l 0、F 0——试样的原始标距长度和原始横截面积；l K 、F K ——试样断裂后标距长度和试样断裂处最小横截面积。
实际上，这两个指标只能表示材料在单向拉伸条件下的塑性变形能力。
金属的塑性指标除了用拉伸试验之外，还可以用镦粗试验、扭转试验等来测定。
第6章 变形抗力
关于真应力的变化，可从图6－3示出的在不同温度条 件下，用拉伸方法所测出的镉与锌的加工硬化曲线中 看出。随着温度的升高，硬化减小； 从一定温度开始，硬化曲线平行于横坐标轴，金属不 再继续硬化。 在高温条件下，即使变形不大，金属也有强烈的硬化。 其大小取决于屈服应力与出现细颈时应力间的差异。 当注意，在坐标轴上对应出现细颈的一点，甚至在高 温下也不与坐标原点相重合。
图6－1 在不同变形温度和变形速度条件下 含碳量对碳钢变形抗力的影响（实线为静压缩，虚线为动压缩）
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。
第六章 金属的变形抗力
§6.1 基本概念及测定方法 §6.2 影响塑性变形抗力的主要因素 §6.3 加工硬化曲线 §6.4 变形抗力的计算
基本知识点：变形抗力及其测定方法、影响 变形抗力的主要因素、加工硬化曲线、变形 抗力的计算。 重点：变形抗力及其测定方法、影响变形抗 力的主要因素、加工硬化曲线。 难点：影响变形抗力的主要因素、加工硬化 曲线。
总的来看，对于从0到1.0Tm整个温度区间内都没有物理－化学变化的 金属，其变形抗力的对数值随温度的变化呈线性关系（图6－4，a）。
铬：对含铬为0.7％~1.0％的铬钢来讲，影响其变形抗力的 主要不是铬，而是钢中的含碳量。这些钢的变形抗力仅比 具有相应含碳量的碳钢高5％~10％。对高碳铬钢GCr6~ GCr15（含铬量0.45％~1.65％），其变形抗力虽稍高于碳 钢，但影响变形抗力的也主要是碳。
镍：镍在钢中可使变形抗力稍有提高。但对25NiA、30 NiA和13 Ni2A等钢来讲，其变形抗力与碳钢相差不大。当含镍量较高时， 例如Ni25~ Ni28，其变形抗力与碳钢相比有很大的差别。
实验10 “圆环镦粗法”测定塑性变形摩擦系数
实验十 “圆环镦粗法”测定塑性变形摩擦系数一、实验目的1. 学习掌握用圆环镦粗法测定塑性变形摩擦系数的方法。
2. 了解摩擦系数对变形抗力的影响。
二、实验条件1. 实验设备：60T 万能材料试验机；2. 工具：平砧二副，其粗糙度分别为Ra 12.5和Ra 0.8；百分表，游标卡尺。
3. 材料：铝合金圆环试件3个，硬脂酸锌少量。
三、实验原理在平砧间镦粗圆环试件，金属径向流动情况主要取决于试件与工具接触表面的摩擦条件，塑性变形的摩擦条件可以用摩擦系数μ和摩擦因数m 表示，其二者的关系为：m 31=μ毛坯接触表面的摩擦力（即剪应力）τ在达到最大剪应力之前，按库仑定律确定σμστm 31==；在达到最大剪应力τmax 后，τ按最大剪应力不变条件确定，即： σττ31max ==k式中，τk ——材料的剪切屈服应力。
当整个接触表面摩擦应力完全达到τk 时，则工具与试件接触表面没有相对滑动，此时相当于塑性变形摩擦系数μ或摩擦因数m 的最大值，即μ=0.577，m=1。
圆环镦粗时，金属的径向流动状态因摩擦条件而异。
当m 值很小时，金属径向流动全部向外，表现为圆环试件内、外径都增加；当m 值很大时，外层金属向外，内层金属向内流动，表现为圆环试件外径增大、内径减小，此时应存在一个以为ρ半径的分流层。
当分流层ρ等于圆环内径R 1时，其所对应的摩擦因数称为临界摩擦因数，记为m 分。
由能量法和主应力法可求出ρ，m ，R 0，R 1，H 的基本一致的理论关系式，现将按能量法到处的理论关系式简述如下：1. 当ρ≤R 1时21404124012)]1)(1([)(123x R R x x x R R R ---⋅=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛ρ 1 式中： 201010)]1(exp[⎭⎬⎫⎩⎨⎧--=R R H R m R R x R 0——圆环初始外半径； R 1——圆环初始内半径； H ——圆环初始高度。
式1仅在m 值满足于下式时成立：⎥⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎢⎣⎡++-≤410210010)(311)(3ln)1(21R R R R R R H R m 2 按式2中的等式关系计算出的m 即为m 分。
高强钢变形抗力实验研究
１ 实验 方 案
根 据试 验 目的 和ＭＭＳ ２ ０ 一 ０ 热模 拟 的要 求 ， 将试
样加工成 ｑ Ｏ ｘ ５ ｍ的圆柱形 。参考我厂 设备 和 ￣ ｍｍ ｌｍ ｌ 相 近 高强 品种 的工艺 情 况 ， 定 如下 方 案 ： １℃／ 制 以 ０ ｓ 的 加热 速度 加 热 到 １２ ０ ， 温 ３ ｉ ， 奥 氏体 完 ０ ％ 保 ａ ｒｎ 使 全 均 匀 化 ． 后 以５ ｓ 速 度 分 别 冷 却 到 １ １０ 然 ℃／的 ０ 、 １０ ０ １０ ０ ９ ０ ９ ０ ８ ０Ｃ， 后 分 别 变 形 ， 形 ５ 、 ０ 、５ 、０ 、５ ￣ 然 变 速 率 分别 设 定 为００ １ ｌ ｓ ， 形 率６ ％， ．５、 、Ｏ～ 变 ０ 变形 后 进 行淬 火冷 却 至室温 ， 其不 同变形 速 度下 的真应 测 力 应变 曲线 （ 图１ 。 见 ）
第ｌ ２卷 第 ６期
重 庆科技 学 院学 报 （ 自然科 学版 ）
２１ ０ ０年 １ ２月
高强钢变形抗力实验研究
高 威 鞠 传 华 庞 志 忠。
（． １济钢集 团有 限公 司 第三炼钢厂 ， 南 ２ ０ ０ ；． 济 ５ １ １ ２济钢 集 团有 限公 司技 术监 督处 ， 南 ２ ０ ０ ； 济 ５ １ １ ３济钢 集 团有 限公 司第一 炼钢厂 ， 南 ２ ０ ０ ） ． 济 ５ １ １
高威 ， 传 华 ， 志 忠 ： 强 钢 变 形 抗 力 实验 研 究 鞠 庞 高
９ ０Ｃ ． ５ ￣时 尽管变 形速 率 的增 加 可 以增 大 再结 晶驱 动 力 ， 变形 速率 的提高 缩短 了软化 过 程 发生 和 发 展 但
影响变形抗力的因素-变形力学等
（a）=3×10－4/s；（b）=3×10－2/s；（c）=3×100/s
五、变形程度的影响
从不同温度下变形程度的变化来看： 在冷状态时，随变形程度的增加，变形抗力显著提高；
由于塑性变形过程中，金属的晶粒产生弹性畸变。 在热状态下，也有强化产生。 由于随温度提高，软化速度增大。
变形抗力的影响因素（二）
影响轧制压力的因素
一、化学成分 二、组织结构 三、变形温度 四、变形速度 五、变形程度 六、应力状态
三、变形温度的影响
在不同温度下，采用不同的变形速度和变形程度时低碳钢的加工硬化曲线 （a）=3×10－4/s；（b）=3×10－2/s；（c）=3×100/s
随着钢的加热温度的升高，变形抗力降低。
三、变形温度的影响
某钢的变形抗力和温度的关系：
1200℃时
变形抗力为1.0
1100℃时
变形抗力为2.7
1000℃时
变形抗力为4.0
800℃时
变形抗力为6.7
常温时
变形抗力为20
三、变形温度的影响
温度升高，金属变形抗力降低的原因有以下几个方面： （1）回复与再结晶
回复软化金属，降低变形抗力；再结晶消除加工硬化，显著降低变
挤压时的单位压力（变 形抗力）=441Mpa
拉拔时的单位拉力（变 形抗力）=215.6MPa
谢谢大பைடு நூலகம்！
热变形时：变形速度 增加，变形抗力增加 显著；
冷变形时：变形速度 增加，变形抗力增加 不大。
四、变形速度的影响
热变形时变形速度增加，变形抗力增加显著的原因： （1）变形速度增加使软化过程不能充分地进行，加工硬
金属塑性变形抗力计算的意义及方法
金属塑性变形抗力计算的意义及方法摘要：变形抗力作为材料的一种特性，反映了热变形过程中显微组织变化情况，因此，如果金属塑性变形中的变形抗力能够准确地测量出来，那么伴随变形过程的显微组织变化，就能够通过变形抗力的变化而预报出来。
从而能够在变形后不进行性能测试的情况下，预测工件的力学性能。
本文着重介绍金属塑性变形抗力及其计算的意义及方法。
关键词：塑性变形抗力；变形抗力；计算方法；意义金属材料的变形抗力是指金属在一定的变形条件下进行塑性变形时，在单位横截面积上抵抗此变形的能力。
变形抗力是表征金属和合金压力加工性能的一个基本量。
变形抗力的研究起步很早，由于实验条件有限，20世纪40年代以前属于研究的萌芽阶段，20世纪40年代以后随着热模拟技术的应用对变形抗力的研究才有了很大的进步。
1 变形抗力的测定方法简单应力状态下，应力状态在变形物体内均匀分布1.1 拉伸试验法：/pl P F ε= ()0ln /l l ε=1.2 压缩试验法：/pc P F ε= ()0ln /h h ε=1.3 扭转试验法： 圆柱体试样4032Mr d τπ=⋅ 空心管试样02M F d τ=平2 影响变形抗力的主要因素2.1金属的化学成分及组织对塑性变形抗力的影响2.1.1化学成分对塑性变形抗力的影响对于各种纯金属，原子间结合力大的，滑移阻力大，变形抗力也大。
同一种金属，纯度愈高，变形抗力愈小。
合金元素的存在及其在基体中存在的形式对变形抗力有显著影响。
原因：1）溶入固溶体，基体金属点阵畸变增加；2）形成化合物；3）形成第二相组织，使变形抗力增加。
2.1.2组织对塑性变形抗力的影响1）基体金属原子间结合力大，变形抗力大。
单相组织合金含量越高，S σ越大。
原因：晶格畸变。
单相组织变形抗力大于多相组织。
硬而脆第二相在基体相晶粒内呈颗粒状弥散质点均匀分布，则S σ高。
2）第二相越细、分布越均匀、数量越多，则S σ越高。
质点阻碍滑移。
3）晶粒直径越大，变形抗力越大。
物理实验测量物体的抗力
物理实验测量物体的抗力在物理实验中，测量物体的抗力是一项重要的任务。
抗力是物体运动过程中受到的阻碍力，它的大小受到多种因素的影响。
正确测量物体的抗力对于研究物体的运动规律和理解力学原理非常关键。
本文将介绍一种常见的测量物体抗力的实验方法，并探讨一些可能的误差来源和解决方法。
实验仪器和材料：1. 发射器2. 飞行时间测量器3. 气垫轨道4. 测力计5. 不同质量的物体6. 计时器实验步骤：1. 将气垫轨道放置在水平的平台上，并确保其稳定。
2. 使用发射器将物体从轨道上方发射出去。
确保发射器的位置和角度保持一致。
3. 启动飞行时间测量器，并记录物体飞行时间。
4. 将测力计固定在轨道上，并将其连接到发射器上的物体上。
记录测力计显示的力的数值。
5. 重复实验多次，每次更换不同质量的物体。
实验数据的处理和分析：1. 根据飞行时间测量器的读数，可以计算物体的初速度。
在水平飞行过程中，物体的飞行距离可以近似视为匀速运动，因此可以使用公式：初速度 = 飞行距离 / 飞行时间。
2. 根据测力计的读数，可以得到物体在发射过程中所受到的平均抗力。
将测力计的读数除以物体的质量，即可得到单位质量下的抗力大小。
3. 将不同质量物体测得的抗力数据绘制成图表，可以观察到抗力与质量之间的关系。
根据实验结果，可以尝试拟合出一个数学函数来描述这种关系。
误差来源和解决方法：1. 摩擦力：轨道表面的摩擦力可能会影响实验结果。
为了减小摩擦力，可以在轨道表面覆盖一层润滑剂。
另外，可以使用不同的表面材料进行对比实验，以确定摩擦力对结果的影响程度。
2. 空气阻力：物体在空气中运动时会受到空气阻力的影响。
为了减小空气阻力的影响，可以将实验进行在真空环境下进行，或者选择较小的物体进行实验。
3. 实验数据的处理：在进行数据处理时，应注意排除极端值或异常数据。
如果多次实验结果差异较大，则应重新检查实验装置和步骤，确保实验的准确性和一致性。
结论：通过以上实验方法，我们可以测量物体的抗力并得到一系列数据。
变形抗力的影响因素
变形抗力的影响因素嘿，大家好呀！今天咱来聊聊“变形抗力” 这个听起来有点专业的词儿。
其实吧，它在我们生活中可有着不少有意思的体现呢。
就拿我前段时间帮我老爸修自行车的事儿来说吧。
那辆自行车老得都快掉牙了，骑起来嘎吱嘎吱响，我就想着给它来个“大改造”。
我先把轮子卸下来，准备把变形的车圈给整一整。
这一动手才发现，那车圈可真够硬的啊，我使了好大劲儿都掰不动它。
这时候我就想到了变形抗力。
你看啊，这变形抗力就好比是车圈对我想要改变它形状的一种“抵抗”。
车圈的材质啊，就像是变形抗力的一个重要因素。
我那自行车车圈是那种又厚又结实的钢铁材质，比起那些轻便的铝合金车圈，它的变形抗力可就大多了。
我拿着扳手，咬牙切齿地使劲儿，感觉自己都快变成大力水手了，可车圈就是纹丝不动。
我心里就想，这玩意儿咋这么难搞呢？后来我才明白，这钢铁材质本身就比较硬，它内部的原子结构啥的都紧紧地“团结” 在一起，不太愿意轻易被我改变形状，所以变形抗力就大得很。
还有啊，温度也对这变形抗力有影响呢。
我修自行车那天，天气还挺热的。
我本来以为热一点，车圈可能会变软，变形抗力会小一点。
结果呢，根本不是那么回事儿。
虽然温度高了点，但是那车圈还是硬邦邦的。
我后来查了资料才知道，对于一般的金属来说，温度升高到一定程度，变形抗力是会下降。
可我那自行车在太阳底下晒的温度还远远不够让车圈的变形抗力有明显的降低。
要是把车圈放到火里烧一烧，说不定它就会变软一些，我也就没那么费劲了。
不过那可就太夸张了，车圈估计都得烧坏了。
再说这变形速度，也和变形抗力有关系。
我一开始修的时候，着急忙慌的，想一下子就把车圈给掰正。
结果我发现，我越是用力快，车圈就好像越跟我作对，变形抗力变得更大了。
后来我慢慢调整节奏，一点一点地来，反而感觉轻松了一些。
就好像车圈也在适应我的节奏，它的“抵抗” 没那么强烈了。
这就好比我们跑步，一开始跑得太快，就容易累得气喘吁吁，跑不动了；要是慢慢跑，保持一个合适的速度，就能跑得更远更轻松。
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4.6变形程度的影响 4.6变形程度的影响
变形程度↑ 晶格畸变↑ 阻碍滑移，变形抗力↑ 变形程度↑，晶格畸变↑，阻碍滑移，变形抗力↑。 通常变形程度在30%以下时，变形抗力增加显著。 通常变形程度在30%以下时，变形抗力增加显著。当变 30%以下时 形程度较大时，变形抗力增加变缓. 形程度较大时，变形抗力增加变缓. 冷加工：温度低于再结晶温度，产生加工硬化。 冷加工：温度低于再结晶温度，产生加工硬化。 热加工：若变形速度高，回复和再结晶来不及进行， 热加工：若变形速度高，回复和再结晶来不及进行， 也会加工硬化。 也会加工硬化。
4.4温度对塑性变形抗力的影响 4.4温度对塑性变形抗力的影响
变形抗力随温度↑的变化情况： 变形抗力随温度 的变化情况： 一类金属:变形抗力↓ 1) 一类金属:变形抗力↓,例：Cu 另一类情况较复杂, 2) 另一类情况较复杂,如:钢 温度↑ 屈服应力↓ 屈服延伸↓ 温度↑，屈服应力↓，屈服延伸↓， 400℃消失 消失。 至400℃消失。 ℃：温度↑ 抗拉强度↑ <300 ℃：温度↑，抗拉强度↑， 塑性↓ 塑性↓ ℃：抗拉强度↓ 塑性↑ >300 ℃：抗拉强度↓，塑性↑。
各种合金元素对塑性变形抗力影响
碳：在较低温度下随钢中含碳量的增加,钢的变形抗力升 在较低温度下随钢中含碳量的增加, 温度升高时影响变弱.低温时影响远大于高温时. 高,温度升高时影响变弱.低温时影响远大于高温时. 氮：高强度低合金钢中氮含量的变化一般太小，以致于 高强度低合金钢中氮含量的变化一般太小， 不会引起热变形抗力显著改变， 不会引起热变形抗力显著改变，但氮可以通过如氮化铝 或氮化钛等氮化物的形成而引起奥氏体晶粒细化， 或氮化钛等氮化物的形成而引起奥氏体晶粒细化，从而 影响热变形抗力。 影响热变形抗力。 置换式固溶元素： 置换式固溶元素：在置换型合金中使用的元素通过固溶 强化、沉淀硬化和晶粒细化来达到强化目的， 强化、沉淀硬化和晶粒细化来达到强化目的，其强化方 式同钢在室温下的强化方式相类似。Mn、Si、Cr、Ni。 式同钢在室温下的强化方式相类似。Mn、Si、Cr、Ni。 复合添加:变形抗力提高。 复合添加:变形抗力提高。
4.1.2 变形抗力的测定方法 条件：简单应力状态下， 条件：简单应力状态下，应力状态在变形物体内均匀分布 1. 拉伸试验法：
优点： 优点：变形较均匀
P σ pl = F
缺点：均匀变形程度小，一般≤20~30% 缺点：均匀变形程度小，一般
2. 压缩试验法
σ pc
P = F
优点： 优点：能产生更大变形 缺点：与拉伸相比，变形不均匀，由于接触摩擦，实测值较高。 缺点：与拉伸相比，变形不均匀，由于接触摩擦，实测值较高。
4. 金属的塑性变形抗力
4.1塑性变形抗力的基本概念及测定方法 4.1塑性变形抗力的基本概念及测定方法
4.1.1塑性变形抗力的基本概念 4.1.1塑性变形抗力的基本概念
变形力:塑性加工时,使金属发生塑性变形的外力. 塑性加工时,使金属发生塑性变形的外力. 变形抗力：
金属抵抗变形力之力. 金属抵抗变形力之力. 材料在一定温度、速度和变形程度条件下， 材料在一定温度、速度和变形程度条件下，保持原有 状态而抵抗塑性变形的能力。 状态而抵抗塑性变形的能力。 在所设定的变形条件下， 在所设定的变形条件下，所研究的变形物体或其单元 体能够实现塑性变形的应力强度。 体能够实现塑性变形的应力强度。 变形抗力与变形力数值相等,方向相反. 变形抗力与变形力数值相等,方向相反. 不同金属材料变形抗力不同. 不同金属材料变形抗力不同.
3. 扭转试验法
圆柱试样： 圆柱试样： = τ
32M ⋅r 4 πd0
应力状态分布不均匀，为降低不均匀性，可取空心管试样， 应力状态分布不均匀，为降低不均匀性，可取空心管试样， 数据换 算到另外变形状态有困难，且在大变形时，纯剪切遭到破坏等原因， 算到另外变形状态有困难，且在大变形时，纯剪切遭到破坏等原因， 未广泛应用。 未广泛应用。
镉与锌的真应力曲线
不发生物理－ 不发生物理－化学变化合金的 力学性能（M)与相对温度关系 力学性能（M)与相对温度关系
发生物理－ 发生物理－化学变化合金的力 学性能（M)与相对温度关系 学性能（M)与相对温度关系
塑性变形抗力随温度变化的定量关系式 库尔纳科夫温度定律） （库尔纳科夫温度定律）
Pt1 = Pt 2e a ( t2 −t1 )
硬化随温度升高而降低的总效应决定于： 硬化随温度升高而降低的总效应决定于：
1)回复和再结晶的软化作用 1)回复和再结晶的软化作用 2)随温度的升高，新塑性机构的参与作用 2)随温度的升高， 随温度的升高 3)剪切机构（基本塑性机构） 3)剪切机构（基本塑性机构）特性的变化 剪切机构
温度↑，硬化程度↓，达到一定温度，平行于坐标轴， ▲温度 ，硬化程度 ，达到一定温度，平行于坐标轴，不 继续硬化。 高温：变形程度很小时，仍有强烈硬化。 ▲高温：变形程度很小时，仍有强烈硬化。
用中间停歇的反复载荷来 拉伸Zn Zn时的变形抗力变化 拉伸Zn时的变形抗力变化
2)其它变形机构的参与： 其它变形机构的参与：
<0.3TM： ◆滑移机构（剪切机构） 滑移机构（剪切机构） ◆晶块间机构 ◆孪生机构 ◆晶粒间的脆化机构 >0.3TM： ◆非晶机构 ◆溶解沉淀机构 ◆晶粒边界上的粘性流动机构
4.3应力状态对塑性变形抗力的影响 4.3应力状态对塑性变形抗力的影响
变形抗力： 变形抗力： 孔型中轧制>平辊轧制； 孔型中轧制>平辊轧制； 模锻>平锤头锻造； 模锻>平锤头锻造； 压应力状态越强，变形抗力越大。 压应力状态越强，变形抗力越大。 挤压应力状态： 挤压应力状态：三向压 拉拔应力状态： 拉拔应力状态：一拉二压 挤压> 挤压>拉拔
4.5变形速度对塑性变形抗力的影响 4.5变形速度对塑性变形抗力的影响 影响因素：◆塑性变形过程
◆软化过程◆
热效应
1)每种金属在设定温度下都有其特征变形速度, 1)每种金属在设定温度下都有其特征变形速度, 特征变形速度:对变形过程没有影响； <特征变形速度:对变形过程没有影响； 特征变形速度:变形速度↑，变形抗力↑。 >特征变形速度:变形速度 ，变形抗力 。 2)变形速度 ，变形物体热效应 。 变形速度↑，变形物体热效应↑。 变形速度 3)原因 ①为完全实现塑性变形的时间不够。②为 原因:①为完全实现塑性变形的时间不够。 原因 实现软化过程的时间不够:变形产生硬化 变形产生硬化,回复和再 实现软化过程的时间不够 变形产生硬化 回复和再 结晶产生软化,硬化速率超过软化速率 硬化速率超过软化速率,使变形抗力 结晶产生软化 硬化速率超过软化速率 使变形抗力 升高. 升高
4.2金属的化学成分及组织对塑性变形抗力的影响 4.2金属的化学成分及组织对塑性变形抗力的影响
4.2.1化学成分对塑性变形抗力的影响 4.2.1化学成分对塑性变形抗力的影响 对于各种纯金属，原子间结合力大的，滑移阻力大， 对于各种纯金属，原子间结合力大的，滑移阻力大，变形 抗力也大。 抗力也大。 同一种金属，纯度愈高，变形抗力愈小。 同一种金属，纯度愈高，变形抗力愈小。 合金元素的存在及其在基体中存在的形式对变形抗力有显 著影响。 著影响。 原因： 溶入固溶体，基体金属点阵畸变增加； 原因：1）溶入固溶体，基体金属点阵畸变增加； 2）形成化合物 3）形成第二相组织，使σS增加。 形成第二相组织， 增加。 合金元素使钢的再结晶温度升高，再结晶速度降低， 合金元素使钢的再结晶温度升高，再结晶速度降低，因而 硬化倾向性和速度敏感性增加，变形速度高, 硬化倾向性和速度敏感性增加，变形速度高,σS↑. 某些情况下, 某些情况下,改变合金的某主要成分的含量不会引起变形 抗力的太大变化. 抗力的太大变化.
Pt1温度t 时塑性变形抗力的特征值（挤压压力、 温度t1时塑性变形抗力的特征值（挤压压力、压入时的硬 拉伸时的强度极限、屈服极限、引起变形的应力强度）； 度、拉伸时的强度极限、屈服极限、引起变形的应力强度）； Pt2－ 温度t 时上述各塑性变形抗力的特征值； 温度t2时上述各塑性变形抗力的特征值； a－温度系数
同一金属材料,在一定变形温度、变形速度和变形程度下， 同一金属材料,在一定变形温度、变形速度和变形程度下， 以单向压缩（或拉伸）时的屈服应力 屈服应力（ 以单向压缩（或拉伸）时的屈服应力（σS）的大小度量 其变形抗力。 其变形抗力。 金属塑性加工过程都是复杂的应力状态，同一金属材料， 金属塑性加工过程都是复杂的应力状态，同一金属材料， 变形抗力比单向应力状态大得多。 变形抗力比单向应力状态大得多。 实际测试的变形抗力P= 实际测试的变形抗力P= σS +q σS-材料在单向应力状态下的屈服应力 反映材料受力状态（ q –反映材料受力状态（工具与变形物体外表面接触摩擦） 反映材料受力状态 工具与变形物体外表面接触摩擦） 所引起的附加抗力值。 所引起的附加抗力值。 当屈服点不明显时，常以相对残余变形为0.2% 0.2%时的应力 当屈服点不明显时，常以相对残余变形为0.2%时的应力 作为屈服应力（变形抗力）。 σ0.2作为屈服应力（变形抗力）。
静水压力的影响
金属的变形抗力在很大程度上取决于静水压力. 金属的变形抗力在很大程度上取决于静水压力.静水压力 增加到5000MPa 5000MPa时 变形抗力可增加一倍. 从0增加到5000MPa时,变形抗力可增加一倍. 使金属变得致密,消除可能产生的完整性的破坏,既提高金 使金属变得致密,消除可能产生的完整性的破坏, 属塑性,又提高变形抗力.金属越倾向于脆性状态, 属塑性,又提高变形抗力.金属越倾向于脆性状态,静水压 力的影响越显著. 力的影响越显著. 静水压力可使金属内的空位数减少,使塑性变形困难. 静水压力可使金属内的空位数减少,使塑性变形困难.变形 速度大时,影响大;空位数多时,影响大. 速度大时,影响大;空位数多时,影响大.
不同变形温度和变形速度下，含C量对碳钢变形抗力的影响 不同变形温度和变形速度下，