塑性變形
塑性變形
塑性變形是物質(包括流體及固體)在一定的條件下,在外力的作用下產生形變,當施加的外力撤除或消失后該物體不能恢復原狀的一種物理現象。
材料在外力作用下產生形變,而在外力去除后,彈性變形部分消失,不能恢復而保留下來的的那部分變形即為塑性變形 。
材料在外力作用下產生應力和應變(即變形)。當應力未超過材料的彈性極限時,產生的變形在外力去除后全部消除,材料恢復原狀,這種變形是可逆的彈性變形。當應力超過材料的彈性極限,則產生的變形在外力去除后不能全部恢復,而殘留一部分變形,材料不能恢復到原來的形狀,這種殘留的變形是不可逆的塑性變形。在鍛壓、軋制、拔制等加工過程中,產生的彈性變形比塑性變形要小得多,通常忽略不計。這類利用塑性變形而使材料成形的加工方法,統稱為塑性加工。
固態金屬是由大量晶粒組成的多晶體,晶粒內的原子按照體心立方、面心立方或緊密六方等方式排列成有規則的空間結構。由于多種原因,晶粒內的原子結構會存在各種缺陷。原子排列的線性參差稱為位錯。由于位錯的存在,晶體在受力后原子容易沿位錯線運動,降低晶體的變形抗力。通過位錯運動的傳遞,原子的排列發生滑移和孿晶(圖1);剖挂徊糠志ЯQ卦优帕凶罹o密的平面和方向滑動,很多原子平面的滑移形成滑移帶,很多滑移帶集合起來就成為可見的變形。孿晶是晶粒一部分相對于一定的晶面沿一定方向相對移動,這個晶面稱為孿晶面。原子移動的距離和孿晶面的距離成正比。兩個孿晶面之間的原子排列方向改變,形成孿晶帶;坪蛯\晶是低溫時晶粒內塑性變形的兩種基本方式。多晶體的晶粒邊界是相鄰晶粒原子結構的過渡區。晶粒越細,單位體積中的晶界面積越大,有利于晶間的移動和轉動。某些金屬在特定的細晶結構條件下,通過晶粒邊界變形可以發生高達 300~3000%的延伸率而不破裂。
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