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第六章

固体材料的变形与断裂

� 材料在外力作用下,当外力较小时将发生弹性变形,随着 外力的逐步增大,进而会发生永久变形,直至最终断裂。 在这个过程中,不仅其形状或尺寸发生了变化,其内部组 织以及相关的性能也都会发生相应变化。 � 研究材料在塑性变形中的行为特点,分析其变形机理以及 影响因素具有十分重要的理论和实际意义。

第一节 弹性变形
§6.1.1 普弹性

图 弹性变形与塑性变形

� 弹性的实质是原子作用势 的不对称性。 � 可以用双原子模型来解释。

图 双原子模型

� 弹性变形的主要特点是: � (1)可逆性 去掉外力,变 形就消失。 � (2)线性 应力和应变间满 足直线关系。 � (3) (3)弹性变形量小 一般说 来,金属材料和陶瓷材料 的弹性变形很小,高聚物 材料的弹性变形可以比较 大。

σ = eε τ = eγ

e g= 2(1 + υ )

� 弹性模量是材料结合强度的标志之一。主要的影响因素有: � (1)结构 弹性模量与原子序数呈周期性变化趋势。 � (2)温度的影响 t升高,热振动加剧,晶格势能发生变 化,e下降。 3 e � (3)合金元素的影响 一般说来,e对结构不敏感。少量 的合金元素不影响e,但大量的合金化,可使e发生显著 变化。这是因为固溶体中溶质元素在周围晶体中引起畸 变,从而使e下降
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