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塑性是什么意思,金属的力学性能--强度和塑性

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1、塑性是什么意思:金属的力学性能--强度和塑性

大家好我是机械小欧,每天在头条分享机械知识。今天给大家分享一下金属的力学性能--强度和塑性。

一、强度与塑性

强度是指金属抵抗永久变形和断裂的能力。塑性是指金属在断裂前发生不可逆永久变形的能力。永久变形是指物体在力的作用下产生的形状,尺寸的改变,外力去除后,变形不能恢复到原来的形状和尺寸。这种不能恢复到原始的形状和尺寸的变形称永久变形或塑性变形。金属材料的强度和塑性指标可以通过拉伸试验测得。

(一)拉伸试验

拉伸试验是指用静拉伸力对试样进行轴向拉伸,测量拉伸力和相应的伸长。拉伸时一般将拉伸试样拉至断裂。(公司要做拉伸试验需要取的国家试验室资质)

1.拉伸试样

通常采用国柱形拉伸试样,试样尺寸按国家标准有关规定进行制作。拉伸试样分为短试样和长试样两种,一般工程上采用短试样-如图2-1所示,其中图2-1a为标准试样拉断前的状态。图2-1b为标准试样拉断后的状态。d0为标准试样的原始直径。d1为试样断口处的直径。L0为标准试样的原始标距,L1为拉断试样对接后测出的标距长度。长试样 L0-10d0;短试样 L0=5d0。

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2.试验方法

拉伸试验在拉伸试验机上进行。图 2-2 为拉伸试验机示意图。将试样 1装在试验机的上下夹头上,开动机器,在压力油的作用下,试样受到拉伸。同时,记录装置记录下拉伸过程中的力-伸长曲线。

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(二)力-伸长曲线

在进行拉伸试验时,拉伸力F和试样伸长量△ L 之间的关系曲线,称为力-伸长曲线。通常把拉伸力 F 作为纵坐标,伸长量 △L 作为横坐标,图 2-3 所示为退火低碳钢的力-伸长曲线图。

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观察拉伸试验和力-伸长曲线,会发现在拉伸试验的开始阶段,试样的伸长量 △L 与拉伸力F 之间成正比例关系,在力-伸长曲线图中为一条斜直线 Oe。在该阶段,当拉伸力增加时,试样伸长量△L 也呈正比增加。当去除拉伸力后试样伸长变形消失,恢复其原来形状,其变形规律符合胡克定律,表现为弹性变形。在图中 Fe是试样保持弹性变形的最大拉伸力。

当拉伸力不断增加,超过Fe时,试样将产生塑性变形,去除拉伸力后,变形不能完全恢复,塑性伸长将被保留下来。当拉伸力继续增加到 Fs时,力-伸长曲线在S点后出现一个平台,即在拉伸力不再增加的情况下,试样也会明显伸长,这种现象称为屈服现象。拉伸力 Fs称为屈服拉伸力。

当拉伸力超过屈服拉伸力后,试样抵抗变形的能力将会增加,此现象为冷变形强化,即抗力增加现象。在力-伸长曲线上表现为一段上升曲线,即随着塑性的增大,试样变形抗力也逐渐增大。

当拉伸力达到Fb时,试样的局部截面开始收缩,产生了缩颈现象。由于缩颈使试样局部截面迅速缩小,最终导致试样被拉断。缩颈现象在力-伸长曲线上表现为一段下降的曲线。 Fb是试样拉断前能承受的最大拉伸力,称为极限拉伸力。

从完整的拉伸试验和力-伸长曲线可以看出,试样从开始拉伸到断裂要经过弹性变形、屈服阶段、变形强化阶段、缩颈与断裂四个阶段。

(三) 强度指标

金属材料抵抗拉伸力的强度指标有屈服点、规定残余伸长应力、抗拉强度等

1.屈服点和规定残余伸长向力

屈服点是指试样在拉伸试验过程中,力不增加(保持恒定),但试样仍然能继续伸长(变形)时的应力。

工业上使用的部分金属材料,如高碳钢、铸铁等,在进行拉伸试验时,没有明显的屈服现象,也不会产生缩颈现象,这就需要规定一个相当于屈服点的强度指标,即规定残余伸长应力

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2.抗拉强度

抗拉强度是指试样拉断前承受的最大标称拉应力。

金属材料由均匀塑性变形向局部集中塑性变形过渡的临界值,也是表征材料在静拉伸条件下的最大承载能力。对于塑性金属材料来说,拉伸试样在承受最大拉应力之前,变形是均匀一致的。但超过最大拉应力后,金属材料开始出现缩颈现象,即产生集中变形。

屈强比,是一个重要的指标。比值越大,越能发挥材料的潜力,减少工程结构自重。但为了使用安全,也不宜过大,一般合理的比值在0.65-0.75 之间。

3.刚度

材料在受力时,抵抗弹性变形的能力称为刚度,它表示材料弹性变形的难易程度。

式中,和r分别为正应力和切应力,和y分别为正应变和切应变。

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在设计机械零件时,如果要求零件刚度大时,应选用具有较高弹性模量的材料。一般来说,钢铁材料的弹性模量较大,所以对要求刚度大的零件,通常选用钢铁材料。例如,车床主轴应有足够的刚度,如果主轴刚度不足,车刀进给量大时,车床主轴的弹性变形就会大,从而影响零件的加工精度。

对于在弹性范围内要求对能量有较大吸收能力的零件(如仪表弹簧等),可以选择软弹簧材料,如铍青铜、磷青铜等制造,使其具有较高的弹性极限和低的弹性模量。

(四)塑性指标

金属材料的塑性,可以用拉伸试样断裂时的最大相对变形量来表示,如拉伸后的断后伸长率和断面收缩率。它们是表征材料塑性好坏的主要力学性能指标。

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1.断后伸长率

拉伸试样在进行拉伸试验时,在力的作用下产生塑性变形,原始试样中的标距会不断伸长,标距的伸长与原始标距的百分比称为伸长率。

2.断面收缩率

断面收缩率是指,试样拉断后缩颈处横截面积的最大缩减量与原始横截面积的百分比。

金属材料的塑性的好坏,对零件的加工和使用具有重要的实际意义,期性好的材料不仅能顺利地进行锻压、轧制等成型工艺,而且在使用时如超载,由于塑性变形,能避免突然断裂。所以大多数机械零件除要求具有较高的强度外,还须有一定的塑性

2、塑性是什么意思,何谓塑性

对物体施加外力,当外力较小时物体发生弹性形变,当外力超过某一数值,物体产生不可恢复的形变,这就叫塑性形变塑性即物体变形的能力,今天小编就来聊一聊关于塑性是什么意思?接下来我们就一起去研究一下吧!

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塑性是什么意思

对物体施加外力,当外力较小时物体发生弹性形变,当外力超过某一数值,物体产生不可恢复的形变,这就叫塑性形变。塑性即物体变形的能力。

与之相对的,对一物体施加外力,物体产生形变,移除外力,发现形变消失,物体恢复原样,这就是弹性,弹性越大的物体,能够承受越大的外力而不发生永久形变。而通常塑性越大的物体,能发生永久形变所需的最小力越小。

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