《机械工程材料》课程PPT教学课件（金属工艺）第3章 材料的力学行为、塑性变形与再结晶 Material’s Mechanical Behaviour , Plastic Deformation Recrystallization 3.1 材料的力学行为与变形

概述3.0材料在加工制备过程中或是制成零部件后的工作运行中都要受到外力的作用。材料受力后要发生变形，外力较小时产生弹性变形；外力较大时产生塑性变形，而当外力过大时就会发生断裂。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变形的影响，以及研究讨论冷变形材料在回复再结晶过程中组织、结构和性能的变化规律，具有十分重要的理论和实际意义

3.0 概述 ⚫ 材料在加工制备过程中或是制成零部件后的工作运行中都 要受到外力的作用。材料受力后要发生变形，外力较小时产生 弹性变形；外力较大时产生塑性变形，而当外力过大时就会发 生断裂。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变形的影响，以及研究讨论冷变形材料 在回复再结晶过程中组织、结构和性能的变化规律，具有十分 重要的理论和实际意义

3.1材料的力学行为与塑性变形3.1.1材料常用的力学性能回顾1：承受静载作用时的力学性能2.承受冲击载荷作用时的力学性能3.承受交变载荷作用时的力学性能4.断裂韧度的概念5.有关材料耐磨性的概念3.1.2金属的塑性变形

3.1 材料的力学行为与塑性变形 3.1.1 材料常用的力学性能回顾 1. 承受静载作用时的力学性能 2. 承受冲击载荷作用时的力学性能 3. 承受交变载荷作用时的力学性能 4. 断裂韧度的概念 5. 有关材料耐磨性的概念 3.1.2 金属的塑性变形

3.1.1材料常用的力学性能回顾使用性能：：材料在使用过程中所表现的性能。包括力学性能、牛物理性能和化学性能。·工艺性能：材料在加工过程中所表现的性能。包括铸造、锻压、焊接、热处理和切削性能等。材料在外力的作用下将发生形状和尺寸变化，称为变形弹性变形外力去处后能够恢复的变形称为门塑性变形外力去处后不能恢复的变形称为福

3.1.1 材料常用的力学性能回顾 ⚫使用性能：材料在使用过程中所表现的性能。包 括力学性能、物理性能和化学性能。 ⚫工艺性能：材料在加工过程中所表现的性能。包 括铸造、锻压、焊接、热处理和切削性能等。 ⚫材料在外力的作用下将发生形状和尺寸变化，称为 变形。 ⚫外力去处后能够恢复的变形称为弹性变形; ⚫外力去处后不能恢复的变形称为塑性变形

3.1.1材料常用的力学性能指标1.承受静载作用时的力学性能R(o)R1%（a）低碳钢的R（）一e曲线图（b）低碳钢拉伸曲线图3一1低碳钢的R（α）一ε曲线及拉伸试样弹性模量E：表征材料对弹性变形的抗力。如锻模、镗杆。强度：表征材料对塑性变形和断裂的抗力。ReL（os），Rm（o），ReL/Rm(os/ ob) 塑性：8，。硬度：HBW，HRC、HRB、HRA、HRR、HRL、HRM,HVL

3.1.1 材料常用的力学性能指标 1. 承受静载作用时的力学性能 ⚫弹性模量E：表征材料对弹性变形的抗力。如锻模、镗杆。 ⚫强度：表征材料对塑性变形和断裂的抗力。ReL（σs），Rm（σb）， ReL/Rm （σs/ σb）。 ⚫塑性：δ，ψ。硬度：HBW，HRC、 HRB、HRA、HRR、HRL、 HRM，HV。 （a）低碳钢的R(σ)－ε曲线图 （b）低碳钢拉伸曲线 图3－1 低碳钢的R(σ)－ε曲线及拉伸试样 R(σ)

2.承受冲击载荷作用时的力学性能（冲击冲击吸收功Ak.温度一冲击功关系韧度ak）：对材料内部结70构缺陷、显微组织变化很敏50感。SoC韧脆转变温度Tk：和bcc晶格的金属或以其为主20的低、中强度结构钢，Tk比1ot较明显且较高；心20T40-fcc晶格的金属或高强度钢#基本没有这种温度效应

2. 承受冲击载荷作用时的力学性能 ⚫冲击吸收功AK（冲击 韧度ak）：对材料内部结 构缺陷、显微组织变化很敏 感。 ⚫韧脆转变温度Tk： ⚫bcc晶格的金属或以其为主 的低、中强度结构钢，Tk比 较明显且较高； ⚫fcc晶格的金属或高强度钢 基本没有这种温度效应。 温度－冲击功关系