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金屬塑性變形

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1變形原因

金屬塑性變形定義 (plastic deformation of metals )金屬零件在外力作用下產生不可恢復的永久變形。
單晶體產生塑性變形的原因是原子的滑移錯位。多晶體(實際使用的金屬大多是多晶體)的塑性變形中,除了各晶粒內部的變形(晶內變形)外,各晶粒之間也存著變形(稱為晶間變形)。多晶體的塑性變形是晶內變形和晶間變形的總和。

2變形分類

金屬塑性變形理論因研究的目的和方法不同,分為兩類:①根據宏觀測定的力學參數,從均質連續體的假定出發,研究塑性變形體內的應力和應變,以解決材料的強度設計和塑性加工的變數的問題。這類理論常稱為塑性力學或塑性理論(見塑性變形的力學原理)。②研究金屬晶體的塑性變形與晶體結構的關係,以及塑性變形的機理。這類理論常稱為晶體範性學。

3課外閱讀

人類很早就利用塑性變形進行金屬材料的加工成形,但只是在一百多年以前才開始建立塑性變形理論。1864~1868年,法國人特雷斯卡
(H.Tresca)在一系列論文中提出產生塑性變形的最大切應力條件。1911年德國卡門(T.von Karman)在三向流體靜壓力的條件下,對大理石和砂石進行了軸向抗壓試驗;1914年德國人伯克爾(R.B?ker)對鑄鋅作了同樣的試驗。他們的試驗結果表明:固體的塑性變形能力(即塑性指標)不僅取決於它的內部條件(如成分、組織),而且同外部條件(如應力狀態條件)有關。1913年德國馮·米澤斯(R.von Kises)提出產生塑性變形的形變能條件;1926年德國人洛德(W.Lode)、1931年英國人泰勒(G.I.Taylor)和奎尼(H.Quinney) 分別用不同的試驗方法證實了上述結論。
金屬晶體塑性的研究開始於金屬單晶的製造和 X射線衍射的運用。早期的研究成果包括在英國伊拉姆(C.F.Elam)(1935年)、德國施密特(E.Schmidt)(1935年)、美國巴雷特(C.S.Barrett)(1943年)等人的著作中。主要研究了金屬晶體內塑性變形的主要形式──滑移以及孿晶變形。以後的工作是運用晶體缺陷理論和高放大倍數的觀測方法研究塑性變形的機理。

4應用

金屬塑性變形理論應用於兩個領域:①解決金屬的強度問題,包括基礎性的研究和使用設計等;②探討塑性加工,解決施加的力和變形條件間的關係,以及塑性變形后材料的性質變化等(見形變和斷裂)。

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