第讲(~) 塑性概念及指标

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5金属的塑性与变形抗力-新解析

（2）压缩法
变形程度为：
H ln h
由此所测得得变形抗力为：
P P e F F0
特点：能允许式样具有比拉伸更大的变形，但完全保证试样处于单向压应力状态较困难。一般取H/D<2~2.5
三、变形抗力的确定
要计算金属塑性变形过程中所需的外力，必须知道变形抗力的值。先在变形的热力参数为某一种等值的条件下求出金属的变形抗力，并将它作为基础值。然后再用热力参数修正系数来修正此基础值。
五、提高塑性的途径
提高塑性的主要途径有以下几个方面：（1）控制金属的化学成份，改善组织结构。（2）采用合适的变形温度-速度制度。（3）选用三向压应力较强的变形过程。（4）尽量造成均匀的变形过程。（5）避免加热和加工时周围介质的不良影响。
5.3 变形抗力
一、变形抗力概念
所谓变形抗力，是指金属地抗塑性变形的能力。
h——试样的变形后高度，mm。
2）楔形轧制试验
一种是在平辊上将楔形试样轧成扁平带状。轧后观察测量首先出现裂纹处的变形量(Δ h/H）此变形量就表示塑性大小。
另一种方法是在偏心辊上将矩形轧件轧成楔形。
根据厚度变化的楔形件最初出现裂纹处的变形量Δ h/H来确定其塑性大小。
3 、塑性图
(1)定义
三、变形速度的影响
在热变形时，通常随变形速度的提高变形抗力增大
。
根据加工硬化和恢复理论，认为塑性变形过程中在变形金属内部有两个相反的过程——强化和软化过程（恢复和再结晶）同时存在。由于软化过程以一定速度在进行，变形速度愈大软化过程愈来不及进行（轧制时的平均变形速度一般为 l～103s），金属强化的愈严重。因此随变形速度的提高变形抗力增大，

材料的塑性指标有

材料的塑性指标有材料的塑性指标是指材料在受力作用下发生塑性变形的能力，是评价材料塑性变形能力的重要参数。

塑性指标通常包括屈服强度、延伸率、冷加工硬化指数等。

在工程实践中，塑性指标对材料的加工性能、使用性能以及材料的适用范围都有着重要的影响。

首先，屈服强度是材料在受力作用下开始发生塑性变形的抗力。

屈服强度越高，材料的抗变形能力越强，适用范围也就越广。

屈服强度高的材料可以承受更大的载荷而不发生塑性变形，因此在工程结构中得到广泛应用。

同时，屈服强度的大小也直接影响材料的加工性能，高屈服强度的材料通常需要更大的加工力才能进行塑性变形，因此在工艺选择和加工过程中需要进行合理的考虑。

其次，延伸率是指材料在拉伸过程中断裂前的变形量与原始标距之比。

延伸率是评价材料塑性变形能力的重要指标之一，通常用来反映材料在受拉伸力作用下的变形能力。

高延伸率的材料具有良好的延展性和韧性，可以在受力作用下发生较大的塑性变形而不断裂，因此在一些对材料的塑性变形要求较高的工程领域得到广泛应用。

最后，冷加工硬化指数是指材料在冷加工过程中硬化的能力。

冷加工硬化指数越大，材料在冷加工过程中的硬化速率越快，塑性变形能力越强。

冷加工硬化指数高的材料在冷加工过程中可以获得更高的强度和硬度，因此在一些对材料强度和硬度要求较高的工程领域得到广泛应用。

综上所述，材料的塑性指标是评价材料塑性变形能力的重要参数，包括屈服强度、延伸率、冷加工硬化指数等。

这些指标直接影响材料的加工性能、使用性能以及适用范围，对工程实践具有重要的意义。

因此，在材料选择、工艺设计和工程应用中，需要充分考虑材料的塑性指标，以确保材料能够满足工程的要求。

衡量金属的塑性指标及选用原则

衡量金属的塑性指标及选用原则一、衡量金属塑性指标塑性是指金属材料在外力作用下产生变形而不被破坏，当外力去除后，仍能把其变形保存下来的性能。

这种保存下来的变形叫做塑性变形。

代表塑性的性能指标有延伸率（或叫伸长率）和断面收缩率，两个指标越大说明材料的塑性越好。

延伸率是指试样被拉断后，所增加的长度与原来长度的比值。

断面收缩率指试样被拉断后，拉断处的横截面面积与原来横截面面积的比值。

评价金属材料的塑性指标包括伸长率（延伸率）A和断面收缩率Z表示。

二、选用原则在进行材料及成型工艺的选择时，要考虑到在该工况下材料性能是否达到要求，及用该材料制造零件时，其成型加工过程是否容易，同时还要考虑材料或机件的生产及使用是否经济等因素即从适用性、工艺性和经济性3个方面进行考虑。

适用性原则是指所选择的材料必须能够适应工况，并能达到令人满意的使用要求。

满足使用要求是选材的必要条件，是在进行材料选择时首先要考虑的问题。

材料的使用要求体现在对其化学成分、组织结构、力学性能、物理性能和化学性能等内部质量的要求上。

为满足材料的使用要求，在进行材料选择时，主要从零件的负载情况、材料的使用环境和材料的使用性能要求三个方面考虑。

零件的负载情况主要是指载荷的大小和应力状态。

材料的使用环境指材料所处的环境，如介质、工作温度及摩擦等。

材料的使用性能要求指材料的使用寿命、材料的各种广义许用应力、广义许用变形等。

只有将以上三方面进行充分的考虑，才能使材料满足使用性能要求。

一般地，材料一经选择，其加工工艺大体上就能确定。

同时加工工艺过程又使材料的性能发生改变；零件的形状结构及生产批量、生产条件也对材料加工工艺产生重大的影响。

工艺性原则是指选材时要考虑到材料的加工工艺性，优先选择加工工艺性好的材料，降低材料的制造难度和制造成本。

各种成型工艺各有其特点和优缺点，同一材料的零件，当使用不同成型工艺制造时，其难度和成本是不一样的，所要求的材料工艺性能也是不同的。

衡量材料塑性的两个指标

衡量材料塑性的两个指标材料的塑性是指材料在受力作用下发生形变的能力，是材料力学性能的重要指标之一。

衡量材料塑性的两个主要指标是屈服强度和延伸率。

本文将就这两个指标展开讨论。

首先，屈服强度是衡量材料抗拉压变形能力的重要参数。

在材料受到外力作用时，当应力达到一定数值时，材料会发生塑性变形，这个应力的临界值就是屈服强度。

屈服强度的大小直接反映了材料的抗变形能力，屈服强度越高，材料的抗变形能力越强。

屈服强度的大小与材料的成分、晶粒度、热处理等因素有关。

例如，晶粒度越细，屈服强度越高，因为细小的晶粒会阻碍位错的移动，使材料更难发生塑性变形。

其次，延伸率是衡量材料塑性的另一个重要指标。

延伸率是指材料在断裂前能够承受的最大形变量。

通常用百分比来表示，即材料在拉伸过程中的形变量与原始长度的比值。

延伸率越大，材料的延展性越好，也就意味着材料在受力作用下能够发生更大的塑性变形。

延伸率的大小与材料的韧性有关，韧性越大，延伸率也越高。

影响材料延伸率的因素有很多，比如晶粒的形状、尺寸和分布，材料的成分和热处理等。

在工程实践中，屈服强度和延伸率往往是相互影响的。

一般来说，提高材料的屈服强度会降低其延伸率，反之亦然。

因此，在材料设计和选择时，需要综合考虑这两个指标。

例如，在一些要求材料具有较高强度和较好延展性的工程中，可以通过合金设计、热处理工艺等手段来调控材料的组织结构，以达到平衡屈服强度和延伸率的目的。

总的来说，屈服强度和延伸率是衡量材料塑性的两个重要指标，它们直接关系到材料在受力作用下的变形能力和抗拉伸性能。

在工程实践中，合理地选择和调控材料的屈服强度和延伸率，对于提高材料的性能、延长材料的使用寿命具有重要意义。

因此，对于这两个指标的深入了解和合理运用，对于材料工程领域具有重要的意义。

第五章金属的塑性

§5.3.1 影响塑性的内部因素
（2）合金元素取决于加入元素的特性，加入数量、元素之间的相互作用。当加入的合金元素与基体作用使在加工温度范围内形成单相固溶体时，则有较好塑性；如形成过剩相(尤其是脆性相)，或使在加工温度范围内两相共存，则塑性降低。
2．组织结构
外加应力低于原子间结合力极限
正应力使晶格沿应力方向伸长，切应力使晶格沿某晶面和晶向相对移动，外力去除后晶格恢复原状
外加应力大于原子间结合力极限
正应力使晶体发生断裂，切应力使晶体的原子沿某晶面和晶向迁移到新的平衡位置，外力去除原子停留在新的平衡位置
为什么金属晶体能够产生相对移动而不发生破坏呢？
金属原子之间特殊的结合方式 — 金属键
第三篇塑性变形材料学基础
第5章金属的塑性
§5.1 金属的塑性 §5.2 金属多晶体塑性变形的主要机制
§5.3 影响金属塑性的因素
§5.4 金属的超塑性
§5.1 金属的塑性
§5.1.1 塑性的基本概念 §5.1.2 塑性指标及其测量方法
§5.1.3 塑性状态图及其应用
§5.1.1 塑性的基本概念
(4)滑移的临界分切应力
F 横截面积 A
某一滑移系上的分切应力

F cos A / cos
滑移方向

M

滑移面法向
F cos cos A
cos cos
滑移面
取向因子
F 分切应力计算分析图
cos cos
其中任何一个角度为90°时，分切应力为零，晶体不可能滑移当两个角度都为45°时，取向因子最大（为0.5），该滑移系处于最有利取向只有当分切应力τ≥临界分切应力τk时，滑移才能开始

第1讲塑性概念及指标

c

h H
100%
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塑性图
在实际中为了确定合理的热加工温度范围和应采取的变形程度，通常把所测得的塑性指标用温度函数形式表示，也就是绘制出塑性指标与变形温度的关系曲线图，并称之为塑性图。
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塑性图的应用：合理选择加工方法制定冷热变形工艺
c

h H
100%
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如图所示，因轧辊偏心，所以在轧制过程中二轧辊间的辊缝值在不断地变化。因此，轧前沿试样长度方向高度均一的试样，经轧制后便成为楔形，沿其长度方向产生不同的压下率。这样，可根据轧后试样上裂纹的分布找到最初出现的裂纹，测出该处试样的高度，并根据下式确定材料的塑性指标。
在一般情况下，这些塑性指标的名称是与被确定塑性的该压力加工过程的名称相对应，例如轧制性，锻造性、模锻性和冲压性等。
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轧制模拟试验法
如图所示，楔形试样经沿轧件长度方向上产生不同的压下率。此时，最先发生裂纹处的压下率便为试验材料的塑性指标。
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9
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10
延伸率
l 100%
L
式中L——试样上原始计算长度； ΔL——断裂前后计算长度的绝对伸长
量，即变形后计算长度与变形前计算长度之差。
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延伸率[deltE]包括了试样的均匀变形和集中的局部变形两部分的变形总和。所以，延伸率的大小与试样的原始计算长度有关，试样越长，集中变形数值的比值越小，延伸率就越小。
研究塑性是为了改善塑性和选择合适的变形方法，为了确定最合适的变形温度、应变速率、应力状态及许用的最大变形量。

材料塑性指标

材料塑性指标材料的塑性指标是评价材料塑性变形能力的重要参数，它直接影响着材料的加工性能和使用性能。

塑性指标是材料工程中的一个重要指标，它能够反映材料在受力作用下的变形能力和变形行为。

在材料科学和工程中，塑性指标通常通过屈服强度、延伸率、冷加工硬化指数等参数来进行评价。

首先，屈服强度是衡量材料抗拉强度的一个重要参数。

它代表了材料在拉伸过程中发生屈服的应力水平，是材料开始发生可逆变形的临界应力值。

屈服强度越高，表示材料的抗拉强度越大，具有更好的抗变形能力。

因此，屈服强度是评价材料塑性指标的重要参数之一。

其次，延伸率是衡量材料在拉伸过程中能够发生塑性变形的能力。

它是表示材料在拉伸过程中能够延长多少倍的一个重要指标。

延伸率越高，表示材料具有更好的塑性变形能力，能够在受力作用下发生更大的变形而不断裂。

因此，延伸率也是评价材料塑性指标的重要参数之一。

另外，冷加工硬化指数是衡量材料在冷加工过程中硬化程度的一个重要参数。

它是表示材料在冷加工过程中硬化速率的一个指标，可以反映材料在冷加工过程中的塑性变形能力。

冷加工硬化指数越高，表示材料在冷加工过程中硬化速率越大，具有更好的塑性变形能力。

因此，冷加工硬化指数也是评价材料塑性指标的重要参数之一。

综上所述，材料的塑性指标是评价材料塑性变形能力的重要参数，它直接影响着材料的加工性能和使用性能。

在评价材料的塑性指标时，需要综合考虑屈服强度、延伸率、冷加工硬化指数等参数，以全面评价材料的塑性变形能力。

只有通过科学准确地评价材料的塑性指标，才能更好地指导材料的选择和应用，提高材料的加工性能和使用性能。

因此，在材料工程中，塑性指标的评价是至关重要的，需要引起重视并加以研究。

材料的力学性能强度、塑性

冷变形强化
屈服
颈缩
断裂
2.拉伸试验中的强度指标
1)屈服强度：屈服现象是指试样在试样过程中，外载荷不变的情况下依然继续变形。
σs=Fs/S0 其面积（m2）。
2)规定残余伸长应力：很多材料没有明显的屈服现象。规定残余伸长应力是指试样卸载拉伸力后，标距部分的伸长量达到规定的原始标距长度百分比时产生的拉力与试样横截面比值。
一、强度和塑性
1. 强度：材料或构件在一定载荷下抵抗永久变形和断裂的能力称为强度。（强度是材料整体抵抗变形和断裂的能力）
2. 弹性：物体受外力作用变形后，除去作用力时能恢复原来形状的性质。 3. 塑性：在某种给定载荷下,材料产生永久变形的特性。一但发生塑性形变则无法恢复。
F F
二、拉伸试验
2）断面收缩率：试样被拉断后，颈缩处横截面积最大缩减量与原始横截面积的比值。
ψ=（S0-S1）/S0 其中S0表示试样原始横截面积；S1表示试样拉断后颈缩处最小横截面积。
四、强化练习
某厂购进一批15钢，从中支取d0=10mm的原型界面短试样，经拉伸试验，测得 Fb=33.8KN，Fs=20.6KN，l1=65mm，d1=6mm。试问这批钢材是否合格。（GBT6991999规定，15钢的力学性能指标为σs =375MP，σb= 225MP，δ= 27%，ψ=55%；已知该15钢实际测得数据大于GBT标准即为合格）
说课
一、本章节在课程中的地位。二、教学的重点和难点三、教学方法四、教学过程
3)抗拉强度：试验拉断前承受的最大拉伸力与横截面积的比值。 σb=Fb/S0
其中：Fb是试样承受的的最大拉伸力（N）；S0是试样原始横截面积（m2）。
3.塑性主要指标

材料塑性

A material that experiences very little or no plastic deformation upon fracture is termed brittle.
只有弹性形变，无塑性形变或塑性形变很小。
韧性（toughness）
Toughness is a mechanical term that is used in several contexts;loosely speaking ,it is a measure of ability of a materials to absorb energy up to fracture.
材料在外应力去除后仍保持部分应变的特性。
延展性（Ductility)
材料发生塑性变形而不发生断裂的能力。 It is a measure of the degree of plastic
deformation that has been sustained at fracture.
脆性（brittle）
韧度：使材料发生断裂时所须作的功的量度。
塑性
塑性（Plasticity):材料在外应力去除后仍保持部分应变的特性。
延展性（Ductility):材料发生塑性变形而不发生断裂的能力。
强度：材料因断裂或不可逆形变而破坏时的应力
金属材料中金属键没有方向性，滑移系很多，容易发生滑移而产生塑性变形，具有较好的延展性。
无机非金属的塑性
AgCl离子晶体可以冷轧变薄。KCl、KBr和 MgO单晶也可弯曲而不断裂；含CeO2的四方ZrO2多晶瓷，有很大的塑性，由四方相变为单斜相。（相变塑性）
MgO 断裂 25
20
KBr 断裂 5
材料的蠕变 creep

金属的塑性课件

塑性图是选择合理的金属塑性加工方法和制订冷加工和热加工工艺规程的重要依据，是生产中不可缺少的基本资料之一。
试验温度／℃
图为W18Cr4V高速钢的塑性图。该钢种在800～1200℃的温度范围内具有很好的塑性。塑性加工(如轧制)前钢锭加热时的最高温度为1230℃，超过此温度，钢可能产生裂纹或轴向断裂；变形终了温度不应低于900℃
晶界的作用：
✓ 1. 阻碍作用拉伸试样变形后在晶界处呈竹节状，每个晶粒中的滑移带均终止于晶界
附近，晶界附近位错塞积。位错塞积，材料强度提高。 ✓ 2. 协调作用
晶界正是起着相邻晶粒的变形的作用。由于协调变形的要求，在晶界处变形必须连续，也就是说两个相邻晶粒在晶界处的变形必须相同。
✓ 3．促进作用在高温在变形时，由于晶界比晶粒弱，故除了晶粒内滑移，相邻两个晶粒还会沿着晶界发生相对滑移，此称为晶界滑动。晶界滑动了也造成晶体宏观塑性变形，但变形量远远小于滑移和孪生引起的塑性变形。
讨论：
(1) 若硬脆相呈连续分布在塑性相(基体)晶界上，则经少量变形后会发生沿晶脆断。脆性相越多，网状越连续，塑性越差。如过共析钢中二次Fe3C呈网状分布于铁素体晶界上。
(2) 若硬脆相呈层片状分布在基体相中，由于变形主要集中在基体相中，且位错移动被限制在很短距离内，增加了继续变形的阻力，使其强度提高。如钢中的片状P由片状α和片状Fe3C相间组成。
✓ 4．起裂作用一方面，由于晶界阻碍滑移，此处由于位错塞积而引起应力集中，
另一方面，材料中的杂质和第二相往往优先分布于晶界，使晶界变脆。这样一来，在变形过程中裂纹往往起源于晶界。此外，由于晶界处缺陷多，原子处于能量较高的不稳定状态，在腐蚀介质作用下，晶界往往优先被腐蚀形成微裂纹。

材料常用的塑性指标有

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。

12塑性与屈服准则

一塑性指标
事实上，这两个指标只能表示在单向拉伸条件下的塑性变形的能力。这两个指标越高，说明材料的塑性越好。试样拉伸时，在缩颈开始前，材料承受单向拉应力，缩颈出现以后，缩颈处处于三向拉应力状态。上述两个指标反映的是材料在单向拉应力状态下的均匀变形阶段和三向拉应力状态下的缩颈阶段的塑性总和。由于伸长率的大小与试样原始标距长度有关，而断面缩减率的大小与试样原始标距无关，因此，在塑性材料中，用Ψ(%)作为塑性指标更为合理。 2 压缩试验将圆柱体试样在压力机或落锤上进行镦粗，试样的高度一般是直径D0的1.5倍，用试样侧表面出现的第一条裂纹时的压缩程度ε c作为塑性指标，即 H k H 0 100% 。
c
H0
式中Hk为试样侧表面出现第一条裂纹时的高度。 3 扭转试验在专门的扭转试验机上进行，材料的塑性指标用试样破断前的扭转角或扭转圈数表示。
一塑性指标
如果以不同变形速度、不同温度时得到的各种塑性指标（δ 、ψ 、ε 、 ak、ζb 等）为纵坐标、以温度为横坐标绘制成曲线图，称为塑性图。图 1所示为碳钢的塑性图。一张完整的塑性图，应给出压缩时的变形程度ε、拉伸时的强度极限ζb、延伸率δ、断面缩减率ψ、扭转时扭转角或转数，以及冲击韧性ak等力学性能指标与温度的关系，它是拟定金属塑性加工工艺规范，如选择变形温度、变形速度、变形程度等的重要依据。使用塑性图时，应注意图中塑性指标对应的变形条件，使实验条件尽量与塑性加工时的变形条件相近。金属在发生塑性变形时，产生抵抗变形的能力，称为变形抗力，一般用接触面上平均单位面积变形力表示。如压缩时，变形抗力为作用于工具表面的单位面积压力，亦称单位流动压力，通常用P表示。
第十二章
塑性与屈服准则

塑性力学知识点

《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．-．14．．）应力张量不变量的计算．．．．．．．．．．．122222223()2() x y zx y y z z x xy yz zx x y z xy yz zx x yz y zx z xyJ J Jσσσσσσσσστττσσστττστστστ=++=-+++++=+-++公式（．．．3．-．15．．）应力状态特征方程．．．．．．．．．321230J J J σσσ---= (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公式．．（．3．-．25．．）．最大切应力．．．．．)(21min max max σστ-= 7．等效应力的概念、特点和计算主轴坐标系中．．．．．．公式．．（．3．-．31．．）．8σ=== 任意坐标系中．．．．．．公式．．（．3．-．31a ．．．）．σ=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．．．．0x y z θεεε=++=；用对数应变．．．．．（主轴坐标系中）．．．．．．．．0321=∈+∈+∈ 4．小应变几何方程公式（．．．3．-．66．．）．1;()21;()21;()2x xy yx y yzzy z zx xz u u v x y x v v w y z yw w u z x zεγγεγγεγγ∂∂∂===+∂∂∂∂∂∂===+∂∂∂∂∂∂===+∂∂∂ 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．-．8．6．）．12132()z m σσσσσ==+= 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．．）．max 2s K στ== 3．米塞斯屈服准则公式（．．．3．-．10．．1．）．2222222262)(6)()()(K s zx yz xy x z z y y x ==+++-+-+-στττσσσσσσ 2221323222162)()()(K s ==-+-+-σσσσσσσ公式（．．．3．-．102．．．）．s sσσσσ==== 4．两个屈服准则的相同点和差别点5．13s σσβσ-=,表达式中的系数β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 2．应变增量的概念，增量理论公式（．．．3．-．125．．．）．'ij ij d d εσλ= 公式（．．．3．-．129．．．）．)](21[z y x x d d σσσσεε+-=；xy xy d d τσεγ23= )](21[z x y y d d σσσσεε+-=；yz yz d d τσεγ23=)](21[y x z z d d σσσσεε+-=；zx zx d d τσεγ23=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；公式（．．．7．-．1．）．ωτωσσωσσ2cos 2sin 2sin K K K xy m y m x =+=-= 3．滑移线的主要特性；亨盖应力方程公式（．．．7．-．5．）．2ma mb ab K σσω-=± 4．塑性区的应力边界条件；滑移线场的建立练习题一、应力1、绘制⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡--=410140002ij σ的单元体和应力莫尔圆，并标注微分面。

塑性专业知识讲座

塑性指标
a b
d
c e
应变速率
应变速率对塑性旳影响旳示意曲线
变形速度旳影响
(I区)，因为加工硬化及位错受阻而形成内裂所致。此阶段虽然因为热效应可能增进软化过程，但在变形过程中，加工硬化发生旳速度依然超出软化进行旳速度。
(Ⅱ区)，因为热效应引起变形金属旳温度升高，使硬化得到消除和变形扩散机制参加作用以及位错能借攀移而重新起动等所致。此阶段内，金属旳软化过程比加工硬化过程进行得要快。
P Pe
e
试件完全卸载后，残留部分不可恢复旳变形
εP,即塑性变形。
P Pe
e
p
塑性变形
1 塑性旳基本概念
什么是塑性？塑性是金属在外力作用下产生永久变形而不破坏其完整性旳能力。
塑性与柔软性旳区别是什么？塑性反应材料产生永久变形旳能力。柔软性反应材料抵抗变形旳能力。
塑性与柔软性旳对立统一
x
y
3
z
1 0
0
0 1 0
0 0
yxx
1 zx
xy y zy
xz yzz Fra bibliotek三向压缩应力状态图最佳，两压一拉次之，
两拉一压更次，三向拉应力图是最坏旳。
静水压力提升金属塑性变形旳解释： 1、静水压力↑ →晶间变形困难→金属塑性↑ 2、三向压缩应力有利于愈合塑性变形过程中
产生旳多种损伤； 3、三向压缩作用能克制变形体内存在旳少许
另一是在偏心辊上将矩形轧件轧成楔形件。此法是齐日柯夫于1948年提出旳，采用上轧辊有刻槽，下轧辊是平旳(图5-1)，因为楔形旳轧槽使两辊间距离在轧制过程中是个变量，所以轧后得出厚度变化旳楔形试样(图 5-2)，用最初出现目视裂纹旳变形量来拟定其塑性旳大小。

第5章金属的塑性

第三篇塑性变形材料学基础第5章金属的塑性§5. 1 金属的塑性金属塑性加工是以塑性为前提，在外力作用下进行的。

从金属塑性加工的角度出发，人们总是希望金属具有高的塑性。

但随着科学技术的发展，出现了许多低塑性、高强度的新材料需要进行塑性变形。

因此，研究提高金属的塑性问题具有重要意义。

5. 1. 1 塑性的基本概念所谓塑性，是指固体金属在外力作用下能稳定地产生永久变形而不破坏其完整性的能力。

因此，塑性反映了材料产生塑性变形的能力。

塑性的好坏或大小，可用金属在破坏前产生的最大变形程度来表示，并称其为“塑性极限”或“塑性指标”。

人们有时会把金属的塑性与柔软性混淆起来，其实它们是有严格区别的两种概念，前者是指金属的流动性能，指是否易于变形而言，后者则是指金属抵抗变形的能力，是指变形量的大小而言，即塑性好的金属不一定易于变形，因此变形抗力不一样，如铜的塑性好，并不像铅那样易于变形，因为铜的变形抗力较高。

而铅的柔软性，主要不是指它的塑性好，而是指它变形抗力很小。

所有的金属在高温下变形抗力都很小，可以说具有很好的柔软性，但绝对不能肯定它们必然有良好的塑性。

因为温度过高往往使其产生过热或过烧，在变形时，就容易产生裂纹，即塑性变坯。

可见，金属的塑性与柔软性是完全不同的概念。

研究金属塑性的目的是为了探索金属塑性的变化规律，寻求改善金属塑性的途径，以便选择合理的加工方法，确定最适宜的工艺制度，为提高产品的质量提供理论依据。

5. 1. 2 塑性指标及其测量方法1．塑性指标为了便于比较各种材料的塑性性能和确定每种材料在一定变形条件下的加工性能，需要有一种度量指标，这种指标称为塑性指标，即金属在不同变形条件下允许的极限变形量。

由于影响金属塑性的因素很多，所以很难采用一种通用指标来描述。

目前人们大量使用的仍是那些在某特定的变形条件下所测出的塑性指标。

如拉伸试验时的断面收缩率及延伸率，冲击试验所得之冲击韧性；镦粗或压缩实验时，第一条裂纹出现前的高向压缩率（最大压缩率）；扭转实验时出现破坏前的扭转角（或扭转数）；弯曲实验试样破坏前的弯曲角度等等。

塑性成型原理塑性概念

αK曲线来判定。从图中可知，在相变点270℃附近突
然降低，因此，锻造或冲压时的工作温度应在250℃ 以下进行为佳。
第二章金属塑性变形的物理基础
2.4 影响金属塑性和变形抗力的因素
➢影响塑性的内部因素
➢ 影响金属塑性的外部因素 ➢ 提高金属塑性的主要途径
影响塑性的内部因素
1．化学成分（1）碳钢中碳和杂质元素的影响
确定MB5镁合金热加工工艺步骤
➢ 根据产品确定加工方式（慢速、快速等） ➢ 根据相图确定合金的相组成 ➢ 根据塑性图确定热变形温度范围
根据相图确定合金的相组成
温度 ℃
图Mg-Al二元系状态图
➢ T＞530℃，合金为液相
➢ T＜270℃，合金为＋两相组织
➢ 270℃＜ T＜ 530℃，合金为单一的相
不同变形温度下变形速率对塑性影响规律
接近熔化区---变形速率剧增，则塑性降低
金属塑性变化
热变形区（0.5-0.9TM ）---塑性好，热脆性降低温变形区（0.2-0.5 TM ）---晶内变形为主冷变形区（0-0.2 TM ）---与温变形相似
高速率成形被认为是加工不易加工金属的好成形方法（钛和耐热合金）
几种铝合金及铜合金的塑性图
纯铝 H68
无氧铜 Qsn6.5-0.4
超硬铝合金
晶粒粗大化金属间化合物
析出物第二相
影响金属塑性的外部因素
2.应变速率
塑性成形设备工作速度
水压机 1-10cm/s 机械压力机 30-100cm/s 通用锻锤 500-900cm/s
✓a-b: 加工硬化>软化热效应
拉应力。
典型拉伸试样
拉伸实验机
金属材料拉伸应力-应变曲线

塑性

工程应力
工程应力
塑性材料的数据一般以拉伸的应力—应变曲线形式给出。材料数据可能是工程应力（p/A0）与工程应变（ dl/l0），也可能是真实应力（P/A）与真实应变（Ln(l/l0) ）。
大应变的塑性分析一般采用真实的应力，应变数据而小应变分析一般采用工程的应力、应变数据。
激活
激活
当材料中的应力超过屈服点时，塑性被激活（也就是说，有塑性应变发生）。而屈服应力本身可能是下列某个参数的函数。
·温度 ·应变率 ·以前的应变历史 ·侧限压力 ·其它参数在物理中，塑性即范性，与弹性相对。钢筋的塑性指标：冷弯性能、延伸率
谢谢观看
率相关性
率相关性
塑性应变的大小可能是加载速度快慢的函数，如果材料响应和载荷速率或变形速率无关，称材料为率无关，相反，与应变速率有关的塑性叫作率相关的塑性。
大多的材料都有某种程度上的率相关性，但在大多数静力分析所经历的应变率范围，两者的应力－应变曲线差别不大，所以在一般的分析中，我们认为应变是与率无关的。
塑性：如果施加的应力大于弹性极限，材料便呈现塑性，不能恢复到初始状态。也就是说是不可恢复的，这类问题与加载历史有关，这类非线性问题叫作与路径相关的或非保守的非线性。注：路径相关性是指对一种给定的边界条件，可能有多个正确的解，内部的应力、应变分布存在，为得到正确的解，必须按照系统实际加载过程进行加载。
塑性
外力下，材料能发生永久变形
01 简介
03 率相关性 05 激活
目录
02 相关性 04 工程应力
基本信息
对物体施加外力，当外力较小时物体发生弹性形变，当外力超过某一数值，物体产生不可恢复的形变，这就叫塑性形变。塑性即物体变形的能力。与之相对的，对一物体施加外力，物体产生形变，移除外力，发现形变消失，物体恢复原样，这就是弹性，弹性越大的物体，能够承受越大的外力而不发生永久形变。而通常塑性越大的物体，能发生永久形变所需的最小力越小。