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1、第五章第五章 材料的形变和再结晶材料的形变和再结晶 v1. 弹性变形、塑性变形、材料应力弹性变形、塑性变形、材料应力应变曲线所对应的强度应变曲线所对应的强度指标；指标；v2. 塑性变形的实质、方式塑性变形的实质、方式滑移、孪生；滑移、孪生；v3. 滑移带、滑移线、滑移系、多滑移、交滑移；滑移带、滑移线、滑移系、多滑移、交滑移；v4. 软（硬）位向，临界分切应力软（硬）位向，临界分切应力v5. 固溶强化、细晶（晶界）强化、弥散（沉淀）强化、形变固溶强化、细晶（晶界）强化、弥散（沉淀）强化、形变强化（加工硬化）强化（加工硬化）v6. 纤维组织、形变织构、带状组织、残余应力纤维组织、形变织构、带状组
2、织、残余应力v7. 回复（低、中、高温）、再结晶（动、静态的），晶粒长回复（低、中、高温）、再结晶（动、静态的），晶粒长大；大；v8. 再结晶温度及影响因素、临界变形度、二次再结晶。再结晶温度及影响因素、临界变形度、二次再结晶。v9. 冷、热加工冷、热加工 本章要求的主要内容本章要求的主要内容本章重点和难点本章重点和难点v1. 1. 位错理论在解释各类塑性变形等问题的应用。位错理论在解释各类塑性变形等问题的应用。 如：如：为何理论临界应力为何理论临界应力实际测量的值。实际测量的值。v 各各种种强强化化机机理理（如如：固固溶溶强强化化、细细晶晶（晶晶界界）强强化化、弥散（沉淀）强化、形变强化（加
3、工硬化）等）弥散（沉淀）强化、形变强化（加工硬化）等）v2. 2. 再结晶温度及影响因素再结晶温度及影响因素v3. 3. 回复、再结晶、晶粒长大和二次再结晶的驱动力回复、再结晶、晶粒长大和二次再结晶的驱动力v4. 4. 结晶、重结晶、再结晶和二次再结晶的区别结晶、重结晶、再结晶和二次再结晶的区别v5. 5. 去应力退火与再结晶退火工艺的制定与应用去应力退火与再结晶退火工艺的制定与应用v6. 6. 冷、热加工处理后对材料组织结构和性能的影响冷、热加工处理后对材料组织结构和性能的影响概述概述 材材料料在在加加工工制制备备过过程程中中或或制制备备成成零零部部件件后后的的运运行行过过程程中中都都要要受
4、受到到外外力力的的作作用用。材材料料受受力力后后要要发发生生变变形形，外外力力较较小小时时产产生生弹弹性性变变形形，外外力力较较大大时时产产生生塑塑性性变变形形，当当外外力力过过大大时时，就就会会发发生生断断裂裂。下下图图为为低低碳碳钢钢拉拉伸伸时时的的设备及应力应变曲线。设备及应力应变曲线。 材料经变形后，不仅其外形和尺寸发生变化，还会使其内部组织和有关性能发生变化，使之处于自由能较高的状态，这种状态是不稳定的，经变形后的材料在重新加热时会发生回复和再结晶现象。因此，研究材料的变形规律及其微观机制，分析了解各种内外因素对材料变形的影响，讨论研究冷变形金属在回复、再结晶过程中的组织和性能的变化
5、规律具有十分重要的理论和实际意义。5.1 弹性和黏弹性弹性和黏弹性5.1.15.1.1弹性变形的本质弹性变形的本质v弹弹性性变变形形：是是指指外外力力去去除除后后能能够够完完全全回回复复的的那那部部分分变变形形，可可以以从从原原子子间间结结合合力力的的角角度来了解它的物理本质。如下图所示。度来了解它的物理本质。如下图所示。 5.1.25.1.2弹性变形的特征和弹性模量弹性变形的特征和弹性模量 弹性变形的特征弹性变形的特征v(1) (1) 理想的弹性变形是可逆变形理想的弹性变形是可逆变形v(2)(2)在在弹弹性性变变形形范范围围内内，应应力力和和应应变变间间服服从从虎克定律。虎克定律。 = =
6、EE = = GG G = E /2 G = E /2（1 1） K = E /3(1 K = E /3(12)2)式式中中、分分别别为为切切应应力力、切切应应变变，KK体体弹弹性模量、性模量、vv泊松比泊松比试件产生弹性变形试件产生弹性变形弹性模量弹性模量(E)(E) (1)(1)弹弹 性性 模模 量量 （ modulus modulus of of elasticityelasticity）E E代代表表着着使使原原子子离离开开平平衡衡位位置置的的难难易易程程度度，是是表表征征晶晶体体中中原原子子间间结结合力强弱的物理量。合力强弱的物理量。 (2) E(2) E是组织不敏感参数。是组织不敏
7、感参数。 (3) (3) 对对晶晶体体而而言言，E E是是各各向向异异性性的的。在在单单晶晶体体中中，沿沿原原子子密密排排面面E E最最高高，沿沿原原子子排排列列最最疏疏的的晶晶向向E E最最低低。多多晶晶体体中中，E E各各向同性。向同性。 (4) (4) 工程上，工程上，E E是材料刚度的度量。是材料刚度的度量。5.1.35.1.3弹性的不完整性弹性的不完整性 弹性的不完整性包括：弹性的不完整性包括： a.a.包申格效应包申格效应 b.b.弹性后效弹性后效 c.c.弹性滞后弹性滞后 内耗（滞弹性内耗（滞弹性 anelasticityanelasticity）：）： 1、包申格效应：材料经过
8、预先加载产生少量塑性变形（小于4%），而后同向加载则弹性极限升高、反向加载时则弹性极限下降的现象。v条条件件：T10钢钢 淬淬 火火350回火回火v拉伸时，曲线拉伸时，曲线1 1 0.2=1130M Pa v曲线曲线2 2事先经过预压事先经过预压变形再拉伸时变形再拉伸时, ,v0. 2 =880M Pa2、弹性后效 一些实际晶体，在加载或者卸载时，应变不是瞬时达到其平衡值，而是通过一个驰豫过程来完成其变化。这种在弹性极限内，应变落后于外加应力，并和时间有关的现象称为弹性后效或者滞弹性。3、弹性滞后 由于应变落后于应力，在应力应变曲线上使得加载线与卸载线不重合而形成一封闭回线，称为弹性滞后。5.
9、1.45.1.4粘弹性粘弹性 v粘粘性性流流动动：是是指指非非晶晶态态固固体体和和液液体体在在很很小小的的外外力力作作用用下下，就就会会发发生生没没有有确确定定形形状状的的流流变变，而而且在外力去除后，形变不能回复。且在外力去除后，形变不能回复。v牛顿粘性流动定律：牛顿粘性流动定律： =d/dtd/dtv粘粘弹弹性性具具有有弹弹性性和和粘粘性性变变形形两两方方面面的的特特征征，它它是是高高分分子子材材料料的的重重要要力力学学性性能能之之一一。其其特特点点是是应应变变落落后后于于应应力力。其其曲曲线线为为一一回回线线，回回线所包含面积即为内耗。线所包含面积即为内耗。v粘弹性模型：粘弹性模型：vMaxwellMaxwell模模 型型 应应 力力 松松 弛弛 （ stress stress relaxationrelaxation） VoigtVoigt模型模型蠕变回复、弹性后效、弹性记忆蠕变回复、弹性后效、弹性记忆
