基本概念

流变应力：为使位错持续地通过晶体所需的最小应力。

屈服强度：是金属材料发生屈服现象时的屈服极限，亦即抵抗微量塑性变形的应力。对于无明显屈服的金属材料，规定以产生0.2%残余变形的应力值为其屈服极限，称为条件屈服极限或屈服强度。大于此极限的外力作用，将会使零件永久失效，无法恢复。如低碳钢的屈服极限为207MPa，当大于此极限的外力作用之下，零件将会产生永久变形，小于这个的，零件还会恢复原来的样子。

金属材料的四种强化方式：

1.形变强化（或应变强化，加工硬化）

定义：材料屈服以后，随变形程度的增加，材料的强度、硬度升高，塑性、韧性下降的现象叫形变强化或加工硬化。

机理：随着塑性变形的进行，位错密度不断增加，因此位错在运动时的相互交割加剧，结果即产生固定的割阶、位错缠结等障碍，使位错运动的阻力增大，引起变形抗力增加，给继续塑性变形造成困难，从而提高金属的强度。

例：冷拔钢丝可使其强度成倍增加。

2.固溶强化

定义：随溶质原子含量的增加，固溶体的强度、硬度升高，塑性、韧性下降的现象叫固溶强化。

机理：（1）溶质原子的溶入，使固溶体的晶格发生畸变，对滑移面上运动的位错有阻碍作用。(2) 位错线上偏聚的溶质原子形成的柯氏气团对位错起钉扎作用，增加了位错运动的阻力。(3) 溶质原子在层错区的偏聚阻碍扩展位错的运动。所有阻碍位错运动，增加位错移动阻力的因素都可使强度提高。

例：铜镍合金的强度大于铜和镍纯金属的强度。

3.细晶强化

定义：随晶粒尺寸的减小，材料的强度、硬度升高，塑性、韧性也得到改善的现象称为细晶强化。

机制：其原理在于晶界对位错滑移的阻滞效应。对于多晶体来说，位错运动必须克服晶界的阻力，这是由于晶界两侧位错的取向不同，所以在某一个晶粒中，滑移的位错不能直接穿越晶界进入相邻的晶粒，只有在晶界处塞积了大量的位错后引起应力集中，才能激发相邻晶粒中已有位错的运动产生滑移。所以晶粒越细，材料的强度就越高。

4.第二相强化

定义：在金属基体中还存在另外一个或几个其他的相，这些相的存在使金属的强度得到提高。因获得第二相的工艺不同，第二相强化分为：①沉淀强化：通过相变热处理获得第二相②弥散强化：通过粉末烧结或内氧化获得第二相。

机制：位错在运动过程中遇到第二相，需要绕过或切过第二相，从而第二相阻碍了位错的运动，使得材料的强度提高。

例：钢中渗碳体的存在使钢的强度得到提高。

金属塑性变形的基本规律：

1. 最小阻力定律：金属在变形中，变形体的质点有向各方向移动的可能，变形体质点的移动是沿其最小阻力方向移动，称为最小阻力定律。

2 .体积不变定律：金属塑性变形中，其密度改变极为微小，可以忽略。塑性变形的物体体积保持不变，金属坯件在塑性变形以前的体积等于变形后的体积。

最小阻力定律则是金属变形次数如何确定，每次变形量如何分配、工模具结构形状确定的设计最主要的依据。

体积不变定律是根据产品形状尺寸、计算出体积，据此再确定所需坯件的具体尺寸。

基本概念原理