加工硬化指数n值精选

加工硬化指数n值

加工硬化指数英文名即hardeningindex。

该指数由真应力应变关系定义，指金属薄板成形时真应力S一真应变ε关系式中的幂指数n，关系式如下：

S=Kεn，

式中K为强度系数。

亦即双对数坐标系lgS-lgε中，真应力-真应变关系式lgS=lgK+nlgε直线的斜率n是无量纲值，又称加工硬化指数。(见真应力一真应变曲线)从数值上看，硬化指数n值等于(或近似等于)单向拉伸时材料最大均匀伸长应变的大小，即所谓细颈点应变。也就是说，n表征了颈缩点位置。应变分布不均是板材成形中的一个重要特点，n值的大小实际上反映了板材的应变均化能力，主要说明：

(1)成形件的应变峰值不同。n值小的材料产生的应变峰值高，n值大的材料产生的应变峰值低；

(2)成形件上的应变分布不同。n值小的材料应变分布不均匀，n值大的材料应变分布均匀。

硬化指数n值对板材成形极限曲线具有明显的影响，n值大材料的成形极限曲线高，n值小材料的成形极限曲线低。板材的拉胀性能在很大程度上取决于材料的n值，n值高时，拉胀性能也好。因此，硬化指数n值是评价板材成形性能的重要指标之一。

在双对数的坐标中真应力和真应变成线性关系,直线的斜率即为n，而K相当于ε=时的真应力，见。理想的弹性体和理想的塑性体限定了一般材料加工硬化指数n的变化范围，

1.计算工程应力σ，工程应变ε。

2.计算真应力、真应变。

真应力=σ（1+ε）

真应变=ln(1+ε)

3.分别对真应力、真应变求Ln对数。

4.Ludwik-Hollomon方程式为：

σ=K1+K2εn(σ、ε分别为真应力和真

应变)

公式变化可以得到：

Lnσ=Ln K1+nLn K2ε再把第3步求得的

数据代进去进行Y=B+AX的拟合，斜

率即为要求的n。

加工硬化和真应力－真应变曲线

工程应力工程应变曲线的形状是不变

的,并且对试样卸载和重新加载时,应力也没有区别（必须保证卸载和重新加载之间的时间足够短）.

然而,如果用真应力和真应变来绘制曲线的话就会有区别,例如真应变的定义是长度的增量除以标距瞬时长度,然而工程应变是长度的增量除以原始标距的长度.比较这两种绘制曲线的方法,会发现随着应变的增加,应力应变的数据会发生越来越显着的差.一会儿会给出一些例子.

加工硬化率总是从真应力真应变数据中测量得到的.

绝大多数应力应变曲线都遵循一个简单的能量表达式,称之为Holloman方程,如下:

σt?=?Kεt n

当n为硬化比率或者硬化系数的时候，这个方程对中断的测试同样适用（但仅适用于立刻重新加载的测试，在室温下被延迟了几个小时后再加载就不适用了).

由少量塑性应变,比如1%,引起的应力增加会很显着,在拉伸试验中可以测量出来,从而估计少量塑性应变后屈服强度的增加.

对于给定应变,应力增量越大,冷加工屈服强度越大.这个有用的参数被称做加工硬化指数,可以通过绘制如下曲线得到:

ln?σ?=?ln?K?+??ε

当塑性应变增加时,真应变和工程应变之间的差别也越来越大.一个可以选择的能精确测量n值的方法是在给定的应变处,测出真应力应变曲线的斜率:

dσ?/?dε?=?n?KεT n?1

为了取代εn我们有:-

dσ?/?dε?=?n?σT?/?εT

或者

n?=?dσ?/?dε.εT?/?σT

这里σT和εT是测量的dσ/dε处的真应力和真应变.

加工硬化指数n的实际意义

???对于工作中的零件，也要求材料有一定的加工硬化能力，否则，在偶然过载的情况下，会产生过量的塑性变形，甚至有局部的不均匀变形或断裂，因

此材料的加工硬化能力是零件安全使用的可靠保证。

???形变硬化是提高材料强度的重要手段。不锈钢有很大的加工硬化指数n=，因而也有很高的均匀变形量。不锈钢的屈服强度不高，但如用冷变形可以成

倍地提高。高碳钢丝经过铅浴等温处理后拉拔，可以达到2000MPa以上。但是，传统的形变强化方法只能使强度提高，而塑性损失了很多。现在研制的一些新材料中，注意到当改变了显微组织和组织的分布时，变形中既能提高强度又能提高塑性，见。