1)滑移面內(nèi)的切應力分解到滑移方向上的分切應力是晶體產(chǎn)生滑移的動力。
2)分切應力:τ=σcosφcosλ( φ為滑移面與外力的夾角;λ為滑移方向與外力的夾角)
3) cosφcosλ被稱為取向因子,分切應力大的位向稱為軟位向,反之為硬位向。
4)能使滑移系產(chǎn)生滑移的最小分切應力值稱為臨界切應力: τc= σscosφcosλ
3、滑移是怎樣進行的
滑移是由位錯的移動來實現(xiàn)的,如圖所示:
孿生與滑移的區(qū)別
(二)孿生(孿晶)
所謂
孿生,就是晶體中的一部分原子對應特定的晶面(孿生面)沿著一定晶向(孿生方向)產(chǎn)生剪切變形。
如圖所示:
孿生與滑移的主要區(qū)別是:發(fā)生滑移后,晶體已變形區(qū)和未變形區(qū)位向沒有發(fā)生變化,而孿生就使晶體兩部分位向發(fā)生了變化。如圖所示:
二、實際金屬的塑性變形
晶界抵抗塑性變形的能力較晶粒本身要大, 多晶體中, 由于晶界上原子排列不很規(guī)則, 阻礙位錯的運動, 使變形抗力增大。金屬晶粒越細,晶界越多,變形抗力越大,金屬的強度就越大。多晶體塑性變形示意圖,如圖所示:
2、實際金屬塑性變形過程
(1)多晶體中每個晶粒位向不一致。一些晶粒的滑移面和滑移方向接近于最大切應力方向(稱晶粒處于軟位向), 另一些晶粒的滑移面和滑移方向與最大切應力方向相差較大(稱晶粒處于硬位向)。在發(fā)生滑移時,軟位向晶粒先開始。
(2)當位錯在晶界受阻逐漸堆積時,其它晶粒發(fā)生滑移。因此多晶
體變形時晶粒分批地逐步地變形,變形分散在材料各處。
(3)晶粒越細,晶界面積越大,對位錯的
阻力越大,多晶體的強度就越高。
(4)由于細晶粒金屬的強度較高,塑性較好,所以斷裂時需要消耗較大的功,因而韌性也較好。因此細晶強化是金屬的一種很重要的強韌化手段。
地球上的絕大多數(shù)金屬元素是以化合態(tài)存在于自然界中的。這是因為多數(shù)金屬的化學性質(zhì)比較活潑,只有極少數(shù)的金屬如金、銀等以游離態(tài)存在。
金屬在自然界中廣泛存在,在生活中應用極為普遍,是在現(xiàn)代工業(yè)中非常重要和應用最多的一類物質(zhì)。
金屬材料性能為更合理使用金屬材料,充分發(fā)揮其作用,必須掌握各種金屬材料制成的零構件在正常工作情況下應具備的性能(使用性能)及其在冷熱加工過程中材料應具備的性能(工藝性能)。
材料的工藝性能指材料適應冷、熱加工方法的能力。金屬材料比表面積研究是非常重要的。
機械性能
機械性能是指金屬材料在外力作用下所表現(xiàn)出來的特性。
銅器
1、強度:材料在
外力(載荷)作用下,抵抗變形和斷裂的能力。材料單位面積受載荷稱應力。
2、
屈服點(бs):稱
屈服強度,指材料在拉抻過程中,材料所受
應力達到某一
臨界值時,載荷不再增加變形卻繼續(xù)增加或產(chǎn)生0.2%L。時應力值,單位用牛頓/毫米2(N/mm2)表示。
3、
抗拉強度(бb)也叫
強度極限指材料在拉斷前承受最大應力值。單位用牛頓/毫米2(N/mm2)表示。如鋁鋰合金抗拉強度可達689.5MPa
4、
延伸率(δ):材料在拉伸斷裂后,總伸長與原始標距長度的百分比。
工程上常將δ≥5%的材料稱為塑性材料,如常溫靜載的低碳鋼、鋁、銅等;而把δ≤5%的材料稱為脆性材料,如常溫靜載下的鑄鐵、玻璃、陶瓷等。
5、
斷面收縮率(Ψ)材料在拉伸斷裂后、斷面最大縮小面積與原斷面積百分比。
6、硬度:指材料抵抗其它更硬物壓力其表面的能力,常用硬度按其范圍測定分
布氏硬度(HBS、HBW)和洛氏硬度(HKA、HKB、HRC)。
7、
沖擊韌性(Ak):材料抵抗沖擊載荷的能力,單位為焦耳/厘米2(J/cm2)。
8、彈性:εe=σe/E, 指標σe,E
9、
剛性:△L=P·l/E·F,抵抗彈性變形的能力強度,其中,P---拉力,l---材料原長,E---
彈性模量,F(xiàn)---
截面面積
10、韌性(沖擊韌性):常用沖擊吸收功 Ak 表示,指材料在沖擊載荷作用下吸收塑性變形功和斷裂功的力。
1)延性:是指材料的結構、構件或構件的某個截面從屈服開始到達最大承載能力或到達以后而承載能力還沒有明顯下降期間的變形能力。延伸率δ=(△l0/l)×100% 斷面收縮率ψ=((A-A1)/A)×100%
2)展性:指物體可以壓成薄片的性質(zhì)。
金是金屬中
延性及展性最高的──一1克的金可以打成一平方米的薄片,或者說是一盎司的金可以 打成300平方尺。金葉甚至可以被打薄至透明,透過金葉的光會顯露出綠藍色,因為金反射黃色光及紅色光的能力很強。因
延展性非常好,黃金可以打成金箔。金箔用于塑像、建筑、工藝品的貼金,常見于寺廟、教堂內(nèi)的裝飾貼金。金箔也可入中藥。
12、
疲勞強度:疲勞強度:材料抵抗無限次
應力(10E7)循環(huán)也不疲勞斷裂的強度指標,交變負荷σ-1<;σs為設計標準。
13、硬度:材料軟硬程度。
測定硬度試驗的方法很多,大體上可以分為彈性回跳法(肖氏硬度)壓入法(布氏硬度、洛氏硬度、維氏硬度)和劃痕法(莫氏硬度)等三大類,生產(chǎn)上應用最廣泛的是壓入法。它是將一定形狀、尺寸的硬質(zhì)壓頭在一定大小載荷作用下壓入被測材料表層,以留下的壓痕表面面積大小或深度計算材料的
硬度值。
由于硬度測定時的測定規(guī)范,所用儀器設備等不同,用壓入法井臺測定材料的硬度的方法也有多種。
常用的方法是布氏硬度法(HB),維氏硬度法(HV),洛氏硬度法(HR)。
14、
塑性變形:外力去除后,不能恢復的變形,即殘余變形稱塑性變形。材料能經(jīng)受較大塑性變形而不破壞的能力,稱為材料的塑性或延伸性。衡量材料塑性的兩個指標是延伸率和斷面收縮率。