1)滑移面內(nèi)的切應(yīng)力分解到滑移方向上的分切應(yīng)力是晶體產(chǎn)生滑移的動(dòng)力。
2)分切應(yīng)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(chēng)為取向因子,分切應(yīng)力大的位向稱(chēng)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(yīng)力值稱(chēng)為臨界切應(yīng)力: τc= σscosφcosλ
3、滑移是怎樣進(jìn)行的
滑移是由位錯(cuò)的移動(dòng)來(lái)實(shí)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(duì)應(yīng)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(méi)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(shí)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(cuò)的運(yùn)動(dòng), 使變形抗力增大。金屬晶粒越細(xì),晶界越多,變形抗力越大,金屬的強(qiáng)度就越大。多晶體塑性變形示意圖,如圖所示:
2、實(shí)際金屬塑性變形過(guò)程
(1)多晶體中每個(gè)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(yīng)力方向(稱(chēng)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(yīng)力方向相差較大(稱(chēng)晶粒處于硬位向)。在發(fā)生滑移時(shí),軟位向晶粒先開(kāi)始。
(2)當(dāng)位錯(cuò)在晶界受阻逐漸堆積時(shí),其它晶粒發(fā)生滑移。因此多晶
體變形時(shí)晶粒分批地逐步地變形,變形分散在材料各處。
(3)晶粒越細(xì),晶界面積越大,對(duì)位錯(cuò)的
阻力越大,多晶體的強(qiáng)度就越高。
(4)由于細(xì)晶粒金屬的強(qiáng)度較高,塑性較好,所以斷裂時(shí)需要消耗較大的功,因而韌性也較好。因此細(xì)晶強(qiáng)化是金屬的一種很重要的強(qiáng)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?yàn)槎鄶?shù)金屬的化學(xué)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(yīng)用極為普遍,是在現(xiàn)代工業(yè)中非常重要和應(yīng)用最多的一類(lèi)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(gòu)件在正常工作情況下應(yīng)具備的性能(使用性能)及其在冷熱加工過(guò)程中材料應(yīng)具備的性能(工藝性能)。
材料的工藝性能指材料適應(yīng)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(jī)械性能
機(jī)械性能是指金屬材料在外力作用下所表現(xiàn)出來(lái)的特性。
銅器
1、強(qiáng)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(chēng)應(yīng)力。
4、
延伸率(δ):材料在拉伸斷裂后,總伸長(zhǎng)與原始標(biāo)距長(zhǎng)度的百分比。
工程上常將δ≥5%的材料稱(chēng)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(chēng)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(cè)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(biāo)σe,E
9、
剛性:△L=P·l/E·F,抵抗彈性變形的能力強(qiáng)度,其中,P---拉力,l---材料原長(zhǎng),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(jié)構(gòu)、構(gòu)件或構(gòu)件的某個(gè)截面從屈服開(kāi)始到達(dá)最大承載能力或到達(dá)以后而承載能力還沒(méi)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(shuō)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(guò)金葉的光會(huì)顯露出綠藍(lán)色,因?yàn)榻鸱瓷潼S色光及紅色光的能力很強(qiáng)。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(jiàn)于寺廟、教堂內(nèi)的裝飾貼金。金箔也可入中藥。
12、
疲勞強(qiáng)度:疲勞強(qiáng)度:材料抵抗無(wú)限次
應(yīng)力(10E7)循環(huán)也不疲勞斷裂的強(qiáng)度指標(biāo),交變負(fù)荷σ-1<;σs為設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。
13、硬度:材料軟硬程度。
測(cè)定硬度試驗(yàn)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(lèi),生產(chǎn)上應(yīng)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(cè)材料表層,以留下的壓痕表面面積大小或深度計(jì)算材料的
硬度值。
由于硬度測(cè)定時(shí)的測(cè)定規(guī)范,所用儀器設(shè)備等不同,用壓入法井臺(tái)測(cè)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(fù)的變形,即殘余變形稱(chēng)塑性變形。材料能經(jīng)受較大塑性變形而不破壞的能力,稱(chēng)為材料的塑性或延伸性。衡量材料塑性的兩個(gè)指標(biāo)是延伸率和斷面收縮率。