第五章 金屬的塑性和變形抗力 從金屬成形工藝的角度出發(fā)，我們總希望變形的金屬或合金具有高的塑性和低的變形抗力。隨著生產(chǎn)的發(fā)展，出現(xiàn)了許多低塑性、高強(qiáng)度的新材料，需要采取相應(yīng)的新工藝進(jìn)行加工。因此研究金屬的塑性和變形抗力，是一個(gè)十分重要的問題。本章的目的在于闡明金屬塑性和變形抗力的概念，討論各種因素對它們的影響。5.1 塑性、塑性指標(biāo)、塑性圖和變形抗力的概念 所謂塑性，是指固體材料在外力作用下發(fā)生永久變形而又不破壞其完整性的能力。 人們常常容易把金屬的塑性和硬度看作成反比的關(guān)系，即認(rèn)為凡是硬度高的金屬其塑性就差。當(dāng)然，有些金屬是這樣的，但并非都是如此，例如下列金屬的情況： Fe HB80 80 Ni HB60 60 Mg HB8 3 Sb HB30 0 可見Fe、Ni不但硬度高，塑性也很好；而Mg、Sb雖然硬度低，但塑性也很差。塑性是和硬度無關(guān)的一種性能。 同樣，人們也常把塑性和材料的變形抗力對立起來，認(rèn)為變形抗力高塑性就低，變形抗力低塑性就高，這也是和事實(shí)不符合的。例如奧氏體不銹鋼在室溫下可以經(jīng)受很大的變形而不破壞，既這種鋼具有很高的塑性，但是使它變形卻需要很大的壓力，即同時(shí)它有很高的變形抗力。可見，塑性和變形抗力是兩個(gè)獨(dú)立的指標(biāo)。為了衡量金屬塑性的高低，需要一種數(shù)量上的指標(biāo)來表示，稱塑性指標(biāo)。塑性指標(biāo)是以金屬材料開始破壞時(shí)的塑性變形量來表示。常用的塑性指標(biāo)是拉伸試驗(yàn)時(shí)的延伸率和斷面縮小率，和由下式確定： （5.1） (5.2)式中l(wèi)0、F0試樣的原始標(biāo)距長度和原始橫截面積；lK、FK試樣斷裂后標(biāo)距長度和試樣斷裂處最小橫截面積。實(shí)際上，這兩個(gè)指標(biāo)只能表示材料在單向拉伸條件下的塑性變形能力。 金屬的塑性指標(biāo)除了用拉伸試驗(yàn)之外，還可以用鐓粗試驗(yàn)、扭轉(zhuǎn)試驗(yàn)等來測定。鐓粗試驗(yàn)由于比較接近鍛壓加工的變形方式，是經(jīng)常采用的一種方法。試件做成圓柱體，高度H。為直徑D。的l.5倍(例如D020mm，H020mm)。取一組試樣在壓力機(jī)或錘上進(jìn)行鐓粗，分別依次鐓粗到預(yù)定的變形程度，第一個(gè)出現(xiàn)表面裂紋的試樣的變形程度，即為塑性指標(biāo)(圖51)： (5.3)式中H0試樣原始高度；HK第一個(gè)出現(xiàn)裂紋的試樣鐓粗后高度。為了減少試樣的數(shù)量和試驗(yàn)工作量，可做一個(gè)楔形塊當(dāng)作試樣(圖52)。這樣。一個(gè)楔形塊鐓粗后便可獲得預(yù)定的各種變形程度，以代替一組圓柱形試樣。只要計(jì)算出第條裂紋處的變形程度，就是材料鐓粗時(shí)的塑性指標(biāo)。如果把若干組試樣(或者若干楔形塊)分別加熱到不同的預(yù)定溫度，進(jìn)行鐓粗試驗(yàn)，則可測定金屬和合金在不同溫度下的塑性指標(biāo)。 圖5.1 鐓粗試驗(yàn) 圖5.2 契形塊鐓粗 a ) 原始試樣； b) 出現(xiàn)裂紋后試樣 鐓粗試驗(yàn)時(shí)試樣裂紋的出現(xiàn)，是由于側(cè)表面處拉應(yīng)力作用的結(jié)果。工具與試樣接觸表面的摩擦力、散熱條件、試樣的幾何尺寸等因素，都會(huì)影響到拉應(yīng)力的大小。因此，用鐓粗試驗(yàn)測定塑性指標(biāo)時(shí)，為便于比較，必須制定相應(yīng)的規(guī)程，說明試驗(yàn)的具體條件。 圖5.3 碳鋼的塑性圖通常根據(jù)鐓粗試驗(yàn)的塑性指標(biāo),材料可如下分類：6080，為高塑性；4060，為中塑性；2040，為低塑性。塑性指標(biāo)在20以下，該材料實(shí)際上難以鍛壓加工。鈕轉(zhuǎn)試驗(yàn)的塑性指標(biāo)，是以試樣扭斷時(shí)的扭轉(zhuǎn)角(在試樣標(biāo)距l(xiāng)0起點(diǎn)和終點(diǎn)兩個(gè)截面間的相對扭轉(zhuǎn)角)或扭轉(zhuǎn)圈數(shù)來表示。由于扭轉(zhuǎn)時(shí)應(yīng)力狀態(tài)近于零靜水壓，且試樣從試驗(yàn)開始到破壞止，在其整個(gè)長度上塑性變形均勻地進(jìn)行，始終保持均勻的圓柱形，不象拉伸試驗(yàn)時(shí)會(huì)出現(xiàn)頸縮和鐓粗實(shí)驗(yàn)時(shí)會(huì)出現(xiàn)鼓形，從而消除了變形不均勻性的影響，這對塑性理論的研究無疑是很重要的。 將不同溫度時(shí)，在各種試驗(yàn)條件下得到塑性指標(biāo)(、及K等)，以溫度為橫坐標(biāo)，以塑性指標(biāo)為縱坐標(biāo)，繪成函數(shù)曲線，這種曲線圖，稱為塑性圖。圖5.3是碳鋼的塑性圖。一個(gè)完整的塑性圖，應(yīng)該給出壓縮時(shí)的變形程度、拉伸時(shí)的強(qiáng)度極限b、延伸率、斷面縮小率、鈕轉(zhuǎn)時(shí)的鈕角或轉(zhuǎn)數(shù)、以及沖擊韌性K等機(jī)械性能和試驗(yàn)溫度的關(guān)系，它是確定金屬塑性加工熱力規(guī)范的重要依據(jù)。 塑性加工時(shí)，使金屬發(fā)生塑性變形的外力，稱為變形力。金屬抵抗變形之力，稱為變形抗力。變形抗力和變形力數(shù)值相等，方向相反，一般用平均單位面積變形力表示其大小。當(dāng)壓縮變形時(shí)，變形抗力即是作用于施壓工具表面的單位面積壓力，故亦稱單位流動(dòng)壓力。 變形抗力和塑性，如上所述，是兩個(gè)不同的慨念，塑性反映材料變形的能力，變形抗力則反應(yīng)材料變形的難易程度。 變形抗力的大小，不僅決定于材料的真實(shí)應(yīng)力(流動(dòng)應(yīng)力)，而且也決定于塑性成形時(shí)的應(yīng)力狀態(tài)、接觸摩擦以及變形體的相對尺寸等因素(見下文)。只有在單向拉伸(或壓縮)時(shí)，變形抗力等于材料在該變形溫度、變形速度、變形程度下的真實(shí)應(yīng)力。因此，離開上述具體的加工方法等條件所決定的應(yīng)力狀態(tài)、接觸摩擦等因素，就無法評論金屬和合金的變形抗力。為了研究問題時(shí)的方便，我們在討論各種因素對變形抗力的影響時(shí)，在某些情況下姑且把單向拉伸(或壓縮)時(shí)的真實(shí)應(yīng)力（或強(qiáng)度極限)當(dāng)作衡量變形抗力大小的指標(biāo)。實(shí)際上也可以認(rèn)為，塑性成形時(shí)變形抗力的大小，主要決定于材料本身的真實(shí)應(yīng)力(或強(qiáng)度極限)。但是它們之間的概念不同，它們的數(shù)值在極大多數(shù)情況下也不相等。5.2 真實(shí)應(yīng)力應(yīng)變曲線 在塑性力學(xué)中，有兩個(gè)基本實(shí)驗(yàn)：一是單向拉伸(或壓縮)實(shí)驗(yàn)，一是在靜水壓力作用下物體體積變化的實(shí)驗(yàn)。這兩個(gè)實(shí)驗(yàn)的結(jié)果是建立各種塑性理論的基礎(chǔ)。通過單向拉伸(或壓縮)實(shí)驗(yàn)，可以得到金屬材料的應(yīng)力應(yīng)變曲線，是塑性加工理論最基本的實(shí)驗(yàn)資料。 一、條件應(yīng)力應(yīng)變曲線 1拉伸圖和條件應(yīng)力應(yīng)變曲線 室溫下的靜力拉伸試驗(yàn)是在萬能材料試驗(yàn)機(jī)上進(jìn)行的。圖5.4是低碳鋼的拉伸圖。圖的縱坐標(biāo)表示載荷P，橫坐標(biāo)表示試樣標(biāo)距的伸長l。如將拉伸圖縱坐標(biāo)上的載荷P除以試樣原始斷面積F0，即得條件應(yīng)力(或名義應(yīng)力)， (5.4) 將拉伸圖的橫坐標(biāo)伸長l除以試樣標(biāo)距的原始長度l0，即得相對伸長(又稱條件應(yīng)變或工程應(yīng)變)， 圖5.4 拉伸圖（條件應(yīng)力應(yīng)變曲線） (5.5) 根據(jù)式(5.4)、(5.5)即可由拉伸圖作出條件應(yīng)力應(yīng)變曲線。如果比例取得合適，作出的條件應(yīng)力應(yīng)變曲線可以和原來的拉伸圖完全一致。下面，按圖5.4來說明試樣從加載到斷裂的過程中的力學(xué)特性。p點(diǎn)是比例極限點(diǎn)，是該曲線直線部分的頂點(diǎn)。e點(diǎn)是彈性極限點(diǎn)，已偏離直線，但這兩點(diǎn)非?？拷?，當(dāng)材料的應(yīng)力小于彈性極限時(shí)，可以認(rèn)為材料處于完全彈性狀態(tài)，即卸載后試樣即恢復(fù)到原來長度。當(dāng)應(yīng)力達(dá)到s點(diǎn)時(shí)，在載荷不增加，甚至有降低的情況下，試樣繼續(xù)發(fā)生明顯的變形，圖上出現(xiàn)一個(gè)平臺(tái)(屈服平臺(tái))，這一現(xiàn)象稱為屈服，稱為屈服極限。應(yīng)力達(dá)到這一點(diǎn)，就意味著大塑性變形的開始，在試樣表面可以看到滑移帶。應(yīng)力達(dá)到b點(diǎn)時(shí)，這時(shí)的應(yīng)力,是拉伸過程中最大的條件力，稱為強(qiáng)度極限(注意，不是拉伸過程中最大的真實(shí)應(yīng)力)。在達(dá)b點(diǎn)以前，試樣處于均勻變形狀態(tài)；到達(dá)b點(diǎn)后，試樣就會(huì)出現(xiàn)局部的斷面縮小現(xiàn)象，稱為頸縮，這是單向拉伸時(shí)試樣的塑性失穩(wěn)現(xiàn)象。繼續(xù)拉伸時(shí)，變形便集中在頸縮區(qū)域進(jìn)行。由于頸縮部分?jǐn)嗝嬷饾u縮小，曲線(載荷)就下降，直到斷裂點(diǎn)k為止。 工業(yè)用的塑性金屬基本上具有上述力學(xué)特性，但許多塑性金屬?zèng)]有明顯的屈服平臺(tái)，這時(shí)的屈服極限就規(guī)定用發(fā)生塑性變形=0.2時(shí)的應(yīng)力來表示，寫作。 下面來觀察試樣在屈服點(diǎn)以后卸載時(shí)的情況，再看圖5.4，如果把試樣加載到g點(diǎn)后卸載，則已有伸長量oj的試樣的條件應(yīng)力將沿gh線(ghop)下降，恢復(fù)一段伸長量是hj。可知hj系試樣的彈性變形部分，剩下的oh段系塑性變形部分。此后如把試樣重新加載，則拉伸曲線將以h點(diǎn)為起始點(diǎn)，幾乎沿著hg線回升，在到達(dá)g點(diǎn)前，試樣不發(fā)生屈服，只有當(dāng)應(yīng)力到達(dá)g點(diǎn)時(shí)，塑性流動(dòng)才又開始。以后就沿曲線gbk發(fā)展。g點(diǎn)處的應(yīng)力，就成為已經(jīng)變形硬化了的材料的屈服應(yīng)力(條件的)。如果重復(fù)上述卸載、加載過程，就可發(fā)現(xiàn)材料的屈服應(yīng)力按gb線上升，表明材料在逐漸硬化。但sgbk線不代表材料的真實(shí)硬化情況，因?yàn)樗項(xiàng)l件應(yīng)力，不是真實(shí)應(yīng)力。真實(shí)應(yīng)力曲線要比sgbk線高，連b點(diǎn)以后也繼續(xù)上升。 2拉伸和壓縮試驗(yàn)曲線的比較 圖5.5 低碳鋼拉伸和壓縮試驗(yàn)曲線的比較 圖5.6包申格效應(yīng)對于一般金屬材料，拉伸和壓縮試驗(yàn)曲線在小彈塑性變形階段基本重合，但在大塑變形時(shí)將有顯著差別。一般應(yīng)變量不超過10時(shí)，可認(rèn)為兩者一致(圖5.5)。對于一般金屬材料，在變形不大情況下，用單向拉伸試驗(yàn)代替壓縮試驗(yàn)進(jìn)行強(qiáng)度設(shè)計(jì)是偏于安全的，但對于拉伸與壓縮曲線有明顯區(qū)別的材料(如鑄鐵、混凝土等)，則需要另作專門的研究。 3包申格效應(yīng)當(dāng)試樣在一個(gè)方向加載(例如拉伸)超過屈服點(diǎn)到達(dá)A點(diǎn)(圖5.6)后，卸載到B點(diǎn)，然后反向加載(即壓縮)，則發(fā)現(xiàn)反向加載時(shí)屈服點(diǎn)C的應(yīng)力的絕對值不僅比A點(diǎn)的小，而且也比初始屈服應(yīng)力小。這一因反向加載引起屈服應(yīng)力降低的現(xiàn)象，稱包申格效應(yīng)(BausChinger effect)。在一般塑性理論中都不考慮這一效應(yīng)，因?yàn)樗鼤?huì)給處理塑性理論問題帶來很大的困難。但在生產(chǎn)中遇到材料經(jīng)受變向加載時(shí)，應(yīng)充分注意。包申格效應(yīng)可用緩慢退火消除。二、拉伸真實(shí)應(yīng)力應(yīng)變曲線真實(shí)應(yīng)力應(yīng)變曲線，又叫硬化曲線。按應(yīng)變表示方法的不同，可分為三種形式， 即真實(shí)應(yīng)力s和相對伸長組成的曲線，真實(shí)應(yīng)力s和斷面收縮率組成的曲線，以及真實(shí)應(yīng)力s和對數(shù)應(yīng)變組成的曲線。 1真實(shí)應(yīng)力和真實(shí)應(yīng)變 真實(shí)應(yīng)力s不僅是指材料的初始屈服極限，而且是指材料在不同條件(變形溫 度、速度和變形程度)下開始塑性變形的應(yīng)力，由下式表示， （5.6） 式中P一載荷；F試樣瞬時(shí)橫截面積?？梢娬鎸?shí)應(yīng)力不同于條件應(yīng)力，是某一瞬時(shí)試樣的真正應(yīng)力。真實(shí)應(yīng)力又稱流動(dòng)應(yīng)力。 下面說明各種應(yīng)變的含義和表示方法。相對伸長和斷面收縮率r都是條件應(yīng)變。 相對伸長，已由式(5.5)表示。斷面收縮率r由下式表示， (5.7) 式中F0、F分別為試樣的原始橫截面積和拉伸瞬時(shí)試樣橫截面積。 真實(shí)應(yīng)變有真實(shí)相對伸長(又稱對數(shù)應(yīng)變、自然應(yīng)變，見第三章)和真實(shí)斷面收縮率， (5.8) 在出現(xiàn)頸縮以前，拉伸試樣處于均勻拉伸變形階段，可由體積不變條件求得上述各種應(yīng)變之間的關(guān)系。因?yàn)?F0l0=Fl (5.9)故有 = (5.10) 易于推得 故 （5.11） 由第二章知 = (5.12) 2真實(shí)應(yīng)力應(yīng)變曲線的作法 作真實(shí)應(yīng)力相對伸長曲線(s曲線)比較方便，只要把條件應(yīng)力-相對伸長曲線 (-曲線)上的條件應(yīng)力換算成真實(shí)應(yīng)力s即可。由式(5.6)及(5.9)可得 (5.13) 如果以曲線為基礎(chǔ)，利用式(5.11)、(5.13)，不難求得S曲線。 但應(yīng)該注意，以上求得的兩種真實(shí)應(yīng)力一條件應(yīng)變曲線，只適用于均勻拉伸階段，即試樣頸縮以前的階段。在金屬塑性加工理論中，人們普遍采用對數(shù)應(yīng)變表示的真實(shí)應(yīng)力應(yīng)變曲線(s曲線)，因?yàn)閷?shù)應(yīng)變反映試樣的真實(shí)變形程度。圖5.7是根據(jù)曲線作出的s曲線，是利用式(5.13)和式(5.12)進(jìn)行換算后作出的?？梢钥闯?，在屈服點(diǎn)s以前，兩曲線幾乎相同。在b點(diǎn)以后，由于出現(xiàn)了頸縮，不再是均勻變形，上述公式已不再適用。為了求得b點(diǎn)以后每一瞬時(shí)的真實(shí)應(yīng)力s和真實(shí)相對伸長，必須記錄下拉伸時(shí)每一瞬時(shí)試樣頸縮處的斷面積F，才能由式(5.6)、(5.10)求得S和，來畫出曲線段。但是測量頸縮處斷面積的瞬時(shí)值很困難，一般只能測得點(diǎn)的數(shù)據(jù)，段曲線 （a）-曲線； （b）s-曲線 圖5.7 真實(shí)應(yīng)力-應(yīng)變曲線的作法 圖5.8 頸縮處的應(yīng)力狀態(tài)只能近似作出（點(diǎn)由曲線上b點(diǎn)數(shù)據(jù)換算得到)。但是，由于出現(xiàn)了頸縮，頸縮處已非單向拉伸，而是處于不等的三向拉伸應(yīng)力狀態(tài)(圖5.8)。這時(shí)，為了繼續(xù)產(chǎn)生拉伸變形，軸向必須有比單向拉伸時(shí)更高的應(yīng)力，這就是所謂“形狀硬化”。圖5.7中段曲線，就包含有形狀硬化在內(nèi)。所以為了求得純粹的s曲線，必須把形狀硬化影響消除。下面是修正分式， (5.14)式中包含形狀硬化在內(nèi)的真實(shí)應(yīng)力； s去除形狀硬化后的真實(shí)應(yīng)力； d頸縮處斷面直徑; 頸縮處試樣外形的半徑(圖5.8)。 利用公式(5.14)，段修正后成段。os即為所求真實(shí)應(yīng)力真實(shí)應(yīng)變曲線(s曲線)。由于段是近似的，故曲線的精確部分是在出現(xiàn)頸縮以前的os段。和條件應(yīng)力應(yīng)變曲線相比，真實(shí)應(yīng)力應(yīng)變曲線在失穩(wěn)點(diǎn)處沒有極大值，點(diǎn)以后曲線仍然上升，說明材料不斷地硬化，所以真實(shí)應(yīng)力應(yīng)變曲線也稱硬化曲線。 三、壓縮真實(shí)應(yīng)力應(yīng)變曲線 拉伸試驗(yàn)時(shí)最大應(yīng)變量受到頸縮的限制，一般真實(shí)應(yīng)變可達(dá)1左右。而壓縮試驗(yàn)時(shí)真實(shí)應(yīng)變可以達(dá)到2左右。因此，壓縮試驗(yàn)可以獲得大應(yīng)變量下的真實(shí)應(yīng)力應(yīng)變曲線。但壓縮試驗(yàn)存在一個(gè)較大缺點(diǎn)，即試樣與工具的接觸面上總難免有摩擦，這就改變了試樣的單向應(yīng)力狀態(tài)，使試樣壓縮時(shí)出現(xiàn)鼓形，因而求得的應(yīng)力也不是真正的單向壓縮應(yīng)力。所以，消除接觸摩擦的影響是求得精確壓縮真實(shí)應(yīng)力應(yīng)變曲線的關(guān)鍵問題。 壓縮試驗(yàn)試樣如圖5.9a，圓柱形試樣尺寸一般取片H0(13)D0，D01025mm。試件端面車出淺坑，以便保存潤滑劑，減少壓縮時(shí)的接觸摩擦。上、下壓頭須經(jīng)淬火、回火、磨削和拋光(圖5.9b)。壓縮試驗(yàn)時(shí)，接觸面加潤滑劑，每壓縮試樣高度的10，記錄下壓力P和實(shí)際高度H，然后擦凈試樣和壓頭，重新加潤滑劑，再重復(fù)上述過程，一直壓到所需變形量為止。根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，利用以下公式，就可求得真實(shí)應(yīng)力應(yīng)變曲線。 (a) 圓柱形試樣 (b) 壓縮試樣 圖5.9 壓縮試驗(yàn) = （5.15） s= (5.16)式中 、S一一壓縮時(shí)對數(shù)應(yīng)變、真實(shí)應(yīng)力；H0、H試樣原始高度和壓縮后高度；F0、F試樣原始截面積和壓縮后截面積； P壓縮時(shí)載荷。圓柱試樣壓縮試驗(yàn)表明，壓縮真實(shí)應(yīng)力應(yīng)變曲線受D0H0值的影響，D0H0值大的試樣所得曲線總高于D0H0值小的試樣所得曲線。這是由于D0H0大，則試樣相對接觸面大，所受摩擦影響就大，因而真實(shí)應(yīng)力就高。根據(jù)這個(gè)原理，有人提出了用“外推法”間接求出理想單向壓縮狀態(tài)下的真實(shí)應(yīng)力-應(yīng)變曲線。此法較繁，本書不介紹了。 四、變形體的模型(應(yīng)力應(yīng)變曲線的簡化形式) 在解決塑性加工問題時(shí)，為便于計(jì)算，對于不同的金屬材料，可以采取不同的變形體模型(即應(yīng)力應(yīng)變曲線的簡化形式)。 根據(jù)對應(yīng)力應(yīng)變曲線的研究，有以下幾種變形體模型。 (1) 理想彈塑性體模型 圖5.10(a)是理想彈塑性體模型。該模型沒有考慮材料的強(qiáng)化。OA是彈性階段，AB是塑性階段，應(yīng)力可按下式求出： (5.17) OA段是服從Hooke定律的直線，AB段是平行于軸的直線。但式(5.17)有兩個(gè)缺點(diǎn)：一是它只包括了E及e兩個(gè)參數(shù)，不能準(zhǔn)確地表示應(yīng)力應(yīng)變曲線；一是表達(dá)式在e點(diǎn)開始變化，因而計(jì)算中將引起某些困難。 (2) 彈塑性線性強(qiáng)化模型 圖5.10(b)是彈塑性線性強(qiáng)化模型。解析表達(dá)式為： (5.18) 式中E、E1是線段OA及AB的斜率。這種近似對某些材料是足夠準(zhǔn)確的。但是和理想彈塑性模型一樣，它的解析表達(dá)式在e點(diǎn)時(shí)也有變化，所以是不方便的。 (3) 冪強(qiáng)化模型 圖5.10(c)是冪強(qiáng)化模型。解析表達(dá)式為： （5.19）式中A一與材料有關(guān)的常數(shù)；n一強(qiáng)化系數(shù)，是介于o與1之間的正數(shù)。 (a) 理想彈塑性體模型； (b) 彈塑性線性強(qiáng)化模型； (c) 冪強(qiáng)化模型 (d) 理想剛塑性體模型； (e) 剛塑性線性強(qiáng)化模型 圖5.10 變形體的模型 冪強(qiáng)化模型可以避免上述兩種模型的表達(dá)式在e時(shí)的變化，曲線是連續(xù)的。 同時(shí)表明當(dāng)n0時(shí)，代表理想剛塑性體模型；當(dāng)n1時(shí)，代表理想彈塑性體模型。式(5.19)中只有A及n兩個(gè)參數(shù)，也不能準(zhǔn)確的表示材料的性質(zhì)，然而由于公式簡單，所以也經(jīng)常使用。 (4) 理想剛塑性體模型 圖5.10(d)是理想剛塑性體模型。它假設(shè)應(yīng)力達(dá)到前，變形等于零，即沒有彈性變形階段。 （5）剛塑性線性強(qiáng)化模型 圖5.10(e)是具有線性強(qiáng)化的剛塑性體模型。只有室溫下純度極高的鉛和高溫下的鋼的變形，符合無強(qiáng)化的假設(shè)，可以采用理想彈塑性體或理想剛塑性體模型。5.3 金屬的化學(xué)成分和組織狀態(tài)對塑性和變形抗力的影響 一、化學(xué)成分的影響 在碳鋼中，鐵和碳是基本元素。在合金鋼中，除了鐵和碳外，還有合金元素，如S、Mn、Cr、Ni、W、Mo、V、Ti等。此外，由于礦石、冶煉加工等方面的原因，在各類鋼中還有一些雜質(zhì)，如P、S、N、H、O等。下面先以碳鋼為例，討論化學(xué)成分的影響。這些影響在其他各類鋼中也大體相似。 圖5.11 鋼中含碳量對鋼機(jī)械性能的影響 碳 碳對鋼性能的影響最大。碳能固溶到鐵里，形成鐵素體和奧氏體，它們都具有良好的塑性和低的強(qiáng)度。當(dāng)含碳量增大時(shí)，超過鐵的溶解能力，多余的碳和鐵形成化合物Fe3C，稱滲碳體。它有很高的硬度，塑性幾乎為零，對基體的塑性變形起阻礙作用，因而使碳鋼的塑性降低，強(qiáng)度提高。隨著含碳量的增大，滲碳體的數(shù)量也增加，塑性的降低和強(qiáng)度的提高也更甚(圖5.11)。 磷 一般說，磷是鋼中有害雜質(zhì)。磷能溶于鐵素體中，使鋼的強(qiáng)度、硬度顯著提高，塑性、韌性顯著降低。當(dāng)含磷量達(dá)0.3時(shí)，鋼完全變脆，沖擊韌性接近于零，稱冷脆性。當(dāng)然鋼中含磷不會(huì)如此之多，但要注意，磷具有極大的偏析能力，會(huì)使鋼中局部地區(qū)達(dá)到較高的磷含量而變脆。 硫 硫是鋼中有害雜質(zhì)，不溶于鐵素體中，但生成FeS，F(xiàn)eS與FeO形成共晶體，熔點(diǎn)為985，分布于晶界。當(dāng)鋼在1000以上熱加工時(shí)，由于晶界處的FeS共晶體熔化，導(dǎo)致鍛件開裂，特別是在FeS含量多時(shí)更為顯著。這種現(xiàn)象稱為熱脆性。鋼中加Mn可減輕或消除S的有害作用，因?yàn)殇撘褐蠱n可與FeS發(fā)生如下反應(yīng)：FeS+Mn+MnS+Fe。MnS在1620時(shí)熔化，而且在熱加工溫度范圍內(nèi)有較好的塑性，可以和基體一起變形。 氮 氮在奧氏體中溶解度較大，在鐵素中溶解度很小，且隨溫度下降而減小。將含氮量高的鋼由高溫較快冷卻時(shí)，鐵素體中的氮由于來不及析出而過飽和溶解。以后，在室溫或稍高溫度下，氮將以FeN形式析出、使鋼的強(qiáng)度、硬度提高，塑性、韌性大為降低，這種現(xiàn)象稱為時(shí)效脆性。 圖5.12 氫的溶解度氫 鋼中溶氫，會(huì)引起氫脆現(xiàn)象，使鋼的塑性大大降低。氫在鋼中的溶解度，隨溫度降低而降低(圖5.12)。當(dāng)含氫量較高的鋼錠經(jīng)鍛軋后較快冷卻時(shí)，從固溶體析出的氫原子來不及向鋼坯表面擴(kuò)散，而集中在鋼內(nèi)缺陷處(如晶界、嵌鑲塊邊界和顯微空隙處等)，形成氫分子，產(chǎn)生相當(dāng)大的壓力。這時(shí)，鋼由于上述壓力以及組織應(yīng)力、溫度應(yīng)力等內(nèi)應(yīng)力的共同作用，會(huì)出觀細(xì)小裂紋，即所謂白點(diǎn)。白點(diǎn)一般易在大型合金鋼件中出觀。 氧 氧在鐵素體中溶解度很小，主要是以F3O4、FeO、MnO、Mn3O4、SiO2、A1203 等形式存在于鋼中。這些夾雜物對鋼的性能有不良影響，會(huì)降低鋼的疲勞強(qiáng)度和塑性。FeO還會(huì)和FS形成低溶點(diǎn)的共晶組織，分布于晶界處，造成鋼的熱脆性。 鋼中加入合金元素，不僅改變鋼的使用性能，也改變鋼的塑性和真實(shí)應(yīng)力。由于各種合金元素對鋼塑性和真實(shí)應(yīng)力的影響十分復(fù)雜，需要結(jié)合具體鋼種根據(jù)變形條件作具體的分析，不宜作一般性概括，故暫賂。 二、組織狀態(tài)的影響 金屬材料的組織狀態(tài)和其化學(xué)成分有密切關(guān)系，但也不是完全由化學(xué)成分所決定，它還和制造工藝(如冶煉、澆鑄、鍛軋、熱處理)有關(guān)。組織狀態(tài)的影響分下面幾點(diǎn)說明。 1基體金屬 對塑性，前己指出，基體金屬是面心立方晶格(A1、Cu、F、Ni)，塑性最好；是體心立方晶格(一Fe、Cr、W、V、Mo)，塑性其次；是密排六方晶格(Mg、Zn、Cd、一Ti)，塑性較差。因?yàn)槊芘帕骄Ц裰挥腥齻€(gè)滑移系，而面心立方晶格和體心立方晶格各有12個(gè)滑移系；又面心立方晶格每一滑移面上的滑移方向數(shù)比體心立方晶格每一滑移面上的滑移方向數(shù)多一個(gè)(參閱圖2.20)，故其塑性最好。對真實(shí)應(yīng)力，基體金屬元素的類別，決定了原子間結(jié)合力的大小，對于各種純金屬，一般說原子間結(jié)合力大的，滑移阻力便大，真實(shí)應(yīng)力也就大。 2單相組織和多相組織 合金元素以固溶體形式存在只是一種方式，在很多情況下形成多相組織。單相固溶體比多相組織塑性好，例如護(hù)環(huán)鋼(50Mnl8Cr4)在高溫冷卻時(shí)，700左右會(huì)析出碳化物，成為多相組織，使塑性降低，常要進(jìn)行固溶處理。即鍛后加熱到10501100并保溫，使碳化物固溶到奧氏體中，然后用水和空氣交替冷卻，使迅速通過碳化物析出的溫度區(qū)間，最后單相固溶體的護(hù)環(huán)鋼50。而45號鋼雖然合金元素含最少得多，但因是兩相組織，16，塑性比護(hù)環(huán)鋼低。對真實(shí)應(yīng)力來說，則單相固溶體中合金元素的含量越高，真實(shí)應(yīng)力便越高。這是因?yàn)?，無論是間隙固溶體(例如碳在鐵中)還是置換固溶體(例如鎳、鉻在鐵中)，都引起晶格的畸變。加入的量越多，引起的晶格畸變越嚴(yán)重，金屬的真實(shí)應(yīng)力也就越大。單相固溶體和多相組織相比，一般說真實(shí)應(yīng)力較低。 當(dāng)多相組織時(shí)，對于塑性的影響，如果合金各相的塑性接近時(shí)，則影響不大；如果各相的性能差別很大，則使得合金變形不均勻，塑性降低；這時(shí)，第二相的性質(zhì)、形狀、大小、數(shù)量和分布狀況起著重要的作用。如果第二相為低溶點(diǎn)化合物且分布于晶界時(shí)，例如FeS和FeO的共晶體，則是發(fā)生熱脆的根源；如果第二相是硬而脆的化合物，則塑性變形主要在塑性好的基體相內(nèi)進(jìn)行，第二相對變形起阻礙作用，這時(shí)如果第二相呈網(wǎng)狀分布，分布在塑性相的晶界上，則塑性相被脆性相分割包圍，其變形能力難以發(fā)揮，變形時(shí)易在晶界處產(chǎn)生應(yīng)力集力，很快導(dǎo)致產(chǎn)生裂紋，使合金的塑性大大降低。脆性相數(shù)量越多，網(wǎng)的連續(xù)性越嚴(yán)重，合金的塑性就越差。如果硬而脆的第二相呈片狀層狀，分布于第一相晶粒內(nèi)部，則合金塑性有一定程度的降低，對合金塑性變形的危害性較小。如果硬而跪的第二相呈細(xì)顆粒狀彌散質(zhì)點(diǎn)，均勻分布于第一相晶粒內(nèi)，則對合金的塑性影響最小，因?yàn)槿绱朔植嫉拇嘈韵?，幾乎不影響基體的連續(xù)性，它可以隨基體的變形而“流動(dòng)”，本會(huì)導(dǎo)致明顯的應(yīng)力集中。對于真實(shí)應(yīng)力的影響，在多相組織中，也和對塑性的影響相似，第二相的性質(zhì)、形狀、大小、數(shù)量和分布狀況，起著重要的作用。一般說，硬而脆的第二相在基體相晶粒內(nèi)呈顆粒狀彌散質(zhì)點(diǎn)均勻分布，合金的真實(shí)應(yīng)力就高；第二相越細(xì)、越彌散、數(shù)量越多，則真實(shí)應(yīng)力越高。因?yàn)檫@樣，大量彌散均勻的細(xì)質(zhì)點(diǎn)成為塑性變形的障礙物，阻礙著滑移過程的進(jìn)行，使合金的真實(shí)應(yīng)力顯著提高。例如，硬鋁LYl2在退火狀態(tài)下強(qiáng)度為24公斤毫米2，淬火并時(shí)效后強(qiáng)度達(dá)到41.5公斤毫米2，主要原因是，在退火狀態(tài)第二相集聚為較大顆粒，在淬火時(shí)效狀態(tài)，則第二相以彌散質(zhì)點(diǎn)分布在基體上。 3晶粒大小 金屬和合金晶粒越細(xì)化，塑性越好，原因是晶粒越細(xì)，在同一體積內(nèi)晶粒數(shù)目越多，于是在一定變形數(shù)量下，變形分散在許多晶粒內(nèi)進(jìn)行，變形比較均勻，這樣，比起粗晶粒的材抖，由于某些局部地區(qū)應(yīng)力集中而出觀裂紋以致斷裂這一過程會(huì)發(fā)生得遲些，即在斷裂前可以承受較大的變形量。同樣，金屬和合金晶粒越細(xì)化，同一體積內(nèi)晶界就越多，由于室溫時(shí)晶界強(qiáng)度高于晶內(nèi)，所以金屬和合金的真實(shí)應(yīng)力就高。但在高溫時(shí)，由于能發(fā)生晶界粘性流動(dòng)，細(xì)晶粒的材料反而真實(shí)應(yīng)力較低。5.4變形溫度、變形速度對塑性和變形抗力的影響 一、變形溫度的影響 變形溫度對金屬和合金的塑性和變形抗力，有著重要影響。就大多數(shù)金屬和合金來說，總的趨勢是：隨著溫度升高，塑性增加，真實(shí)應(yīng)力降低。但在升溫過程中，在某些溫度區(qū)間，某些合金的塑性會(huì)降低，真實(shí)應(yīng)力會(huì)提高。由于金屬和合金的種類繁多，很難用一種統(tǒng)一的規(guī)律，來概括各種材料在不同溫度下的塑性和真實(shí)應(yīng)力的變化情況。下面舉幾個(gè)例子來說明。 圖5.13表明了碳鋼延伸率和強(qiáng)度極限b隨溫度變化的情形。在大約-100時(shí)，鋼的塑性幾乎完全消失，因?yàn)槭窃阡摰拇嘈赞D(zhuǎn)變溫度以下。 從室溫開始，隨著溫度的上升，有些增加，b有些下降。大約200350溫度范圍內(nèi)發(fā)生相反的現(xiàn)象，明顯下降，b明顯上升，這個(gè)溫度范圍一般稱為藍(lán)脆區(qū)。這時(shí)鋼的性能變壞，易于脆斷，斷口呈蘭色。其原因說法不一，一般認(rèn)為是由于氮化物、氧化物以沉淀形式在晶界、滑移面上析出所致。隨后又繼續(xù)增加，b繼續(xù)降低，直至大約800一950范圍，又一次出現(xiàn)相反的現(xiàn)象，即塑性稍有下降，強(qiáng)度稍有上升，這個(gè)溫度范圍稱為熱脆區(qū)。有的學(xué)者認(rèn)為這與相變有關(guān)，鋼由珠光體轉(zhuǎn)變?yōu)閵W氏體，由體心立方晶格轉(zhuǎn)變?yōu)槊嫘牧⒎骄Ц?，要引起體積收縮，產(chǎn)生組織應(yīng)力；有的學(xué)者認(rèn)為，這是由于分布在晶界的FeS與FeO形成的低熔點(diǎn)共晶體所致。過了熱脆區(qū)，塑性繼續(xù)上升，強(qiáng)度繼續(xù)下降。一般當(dāng)溫度超過1250，由于鋼產(chǎn)生過熱，甚至過燒，和b均急劇降低，此區(qū)稱為高溫脆區(qū)。 圖5.14是高速鋼的強(qiáng)度極限b和延伸率隨溫度變化的曲線。高速鋼在900以下b很高，塑性很低；從珠光體向奧氏體轉(zhuǎn)變的溫度約為800，此時(shí)為塑性下降區(qū)。900以上，上升，b也迅速下降。約1300是高速鋼奧氏體共晶組織的熔點(diǎn)，高速鋼急劇下降。圖5.15是黃銅H68強(qiáng)度極限b和塑性、隨溫度變化的曲線。隨溫度的上升，b一直下降；、開始也下降，約在300500范圍內(nèi)降至最低，此區(qū)為H68的中溫脆區(qū)。在690一330范圍內(nèi)H68的塑性最好。 圖5.13 碳鋼塑性圖 圖5.14 高速鋼塑性圖 圖5.15 H68塑性圖 下面從一般情況出發(fā)，分析溫度升高時(shí)，金屬和合金塑性增加和真實(shí)應(yīng)力降低的原 因。 l，隨著溫度的升高，發(fā)生了回復(fù)和再結(jié)晶?；貜?fù)能使變形金屬稍許得到軟化，再結(jié)晶則能完全消除變形金屬的加工硬化，使金屬和合金塑性顯著提高，真實(shí)應(yīng)力顯著降低。 2溫度升高，臨界切應(yīng)力降低，沿移系增加。因?yàn)闇囟壬撸拥膭?dòng)能就大，原子間的結(jié)合力就弱，使臨界切應(yīng)力降低。而且，在高溫時(shí)，還可能出現(xiàn)新的滑移系。例如面心立方的鋁，在室溫時(shí)滑移面為(111)，當(dāng)400時(shí)，除了(111)面，(100)面也開始發(fā)生滑移，因此在450550的溫度范圍內(nèi)，鋁的塑性最好。由于滑移系的增加，金屬塑性也增加，并使多晶體內(nèi)由于晶粒位向不一致對提高真實(shí)應(yīng)力的影響減小。 3金屬的組織發(fā)生變化。可能由多相組織變?yōu)閱蜗嘟M織，或由滑移系個(gè)數(shù)少的晶格變?yōu)榛葡祩€(gè)數(shù)多的晶格。例如，碳鋼在9501250范圍內(nèi)塑性好，這與此時(shí)處于單相組織和轉(zhuǎn)變?yōu)槊嫘牧⒎骄Ц裼嘘P(guān)。又如鈦，在低溫時(shí)呈密排六方晶格，只有3個(gè)滑移系，當(dāng)溫度高于882時(shí)，轉(zhuǎn)變?yōu)轶w心立方晶格，有12個(gè)滑移系，塑性有明顯提高。 4新的塑性變形方式熱塑性的發(fā)生。當(dāng)溫度升高時(shí)，原子熱振動(dòng)加劇，晶格中的原子處于不穩(wěn)定的狀態(tài)。當(dāng)晶體受外力時(shí)，原子就沿應(yīng)力場梯度方向，非同步地連續(xù)地由一個(gè)平衡位置轉(zhuǎn)移到另一個(gè)平衡位置(并不是沿著一定的晶面和晶向)，使金屬產(chǎn)生塑性變形，這種變形方式稱為熱塑性(亦稱擴(kuò)散塑性)。熱塑性是非晶體發(fā)生變形的唯一方式，對晶體來說，是一種附屬方式。熱塑性較多地發(fā)生在晶界和亞晶界，晶粒越細(xì)，溫度越高，熱塑性的作用越大。在回復(fù)溫度以下，熱塑性對金屬塑性變形所起的作用并不顯著，只有在很低的變形速度下才有考慮的必要。在高溫時(shí)熱塑性作用大為加強(qiáng)，因而增加了金屬的塑性，降低了真實(shí)應(yīng)力。5晶界性質(zhì)發(fā)生變化，有利于晶間變形，并有利于晶間破壞的消除。因?yàn)榫Ы缭拥呐帕惺遣灰?guī)則的，有點(diǎn)近似于流體的性質(zhì)，原子處于不穩(wěn)定狀態(tài)，原子的移動(dòng)和擴(kuò) 散易于進(jìn)行。當(dāng)溫度較高時(shí)，晶界的強(qiáng)度比晶粒本身下降得快。因此，不僅減小了晶界對晶內(nèi)變形的阻礙作用，而且晶界本身在高溫時(shí)就易于發(fā)生滑動(dòng)變形。另外，在塑性變 形過程中出觀的晶界破壞，由于高溫時(shí)原子的擴(kuò)散作用加強(qiáng)，很大程度上得到消除。這 一切，使金屬和合金在高溫下有良好的塑性和低的真實(shí)應(yīng)力。 5.5 變形速度對塑性和變形抗力的影響 變形速度是指單位時(shí)間內(nèi)的應(yīng)變，又稱應(yīng)變速率，以表示： (5.20) 平均變形速度可用下式計(jì)算： (5.21) 式中一應(yīng)變；t變形時(shí)間(秒)。 可以看出，變形速度是與機(jī)器的工作速度不同的(機(jī)器工作速度的單位是米秒或厘米秒)。還應(yīng)該區(qū)別變形速度與變形體中質(zhì)點(diǎn)的位移速度。 機(jī)器的工作速度，通常材料試驗(yàn)機(jī)不超過1厘米秒，水壓機(jī)約為110厘米秒，機(jī)械壓力機(jī)約為30100厘米秒，鍛錘約為500900厘米秒，機(jī)器的工作速度自然不等于變形速度，但在很大程度上決定變形速度的大小。 一、熱效應(yīng)和溫度效應(yīng) 為了討論變形速度對塑性和真實(shí)應(yīng)力的影響，先要討論一下熱效應(yīng)問題。塑性變形時(shí)物體所吸收的能量，將轉(zhuǎn)化為彈性變形位能和塑性變形熱能。這種塑性變形過程中變形能轉(zhuǎn)化為熱能的現(xiàn)象，稱熱效應(yīng)。塑性變形熱能Am與變形體所吸收的總能量A之比，稱為排熱率， (5.22)根據(jù)有關(guān)資料介紹，在室溫下塑性壓縮的情況下，鎂、鋁、銅、鐵等金屬的排熱率=0.850.9，上述金屬的合金0.75O.85?？梢娭凳挚捎^。塑性變形熱能Am一部分散失于周圍介質(zhì)中，余者使變形體溫度升高。這種由于塑性變形過程中產(chǎn)生的熱量而使變形體溫度升高的現(xiàn)象，稱溫度效應(yīng)。溫度效應(yīng)首先決定于變形速度，變形速度越高，單位時(shí)間的變形量大，所產(chǎn)生的熱量便多，熱量的散失相對來說便少，因而溫度效應(yīng)也就越大。?？梢钥吹竭@樣的情況，鍛造時(shí)使鍛錘重?fù)艨鞊簦鳒囟炔粌H不會(huì)降低，反而會(huì)發(fā)亮升高。其次，變形體與工具接觸面、周圍介質(zhì)的溫差越小，熱量散失就越少，溫度效應(yīng)也就越大。此外，溫度效應(yīng)與變形溫度有關(guān)。溫度越高，因材料真實(shí)應(yīng)力降低，單位體積的變形能就越小，溫度效應(yīng)自然也越小。相反在冷塑性變形時(shí)，因材料真實(shí)應(yīng)力高，單位體積變形功便高，溫度效應(yīng)也就高。 二、變形速度的影響 變形速度對金屬塑性和真實(shí)應(yīng)力的影響向是十分復(fù)雜的。 一般來說，變形速度大，由于沒有足夠的時(shí)間完成塑性變形，使金屬的真實(shí)應(yīng)力提高，塑性降低。彈性變形的擴(kuò)展速度與音速相同（以鋼為例，鋼中音速約為5000米秒)，這個(gè)速度遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于變形時(shí)的加載速度，因此彈性變形總是來得及完成的，但是塑性變形的擴(kuò)展速度要比彈性變形慢得多，這是由于塑性變形的機(jī)理比較復(fù)雜，需要有一定的時(shí)間來進(jìn)行。例如，晶體的位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)，沿移面由不利方向向有利方向轉(zhuǎn)動(dòng)，特別如熱塑性更需要時(shí)間。如果變形速度大，則塑性變形來不及在整個(gè)體積內(nèi)均勻地傳播開，而更多地表現(xiàn)為彈性變形。根據(jù)虎克定律，彈性變形量越大，則應(yīng)力越大，這樣，就導(dǎo)致金屬的真實(shí)應(yīng)力增大。又經(jīng)研究證明，金屬的斷裂應(yīng)力與變形速度關(guān)系很小，既然真實(shí)應(yīng)力隨變形速度的增加而增加，而斷裂應(yīng)力卻變化不大，那么金屬就會(huì)較早地到達(dá)斷裂階段，即減小了金屬斷裂前的變形程度，也即使金屬的塑性降低。 如果是在熱變形條件下，變形進(jìn)度大時(shí)，還可能由于沒有足夠的時(shí)間進(jìn)行回復(fù)和再 結(jié)晶，使金屬的真實(shí)應(yīng)力提高，塑性降低。這對于那些再結(jié)晶溫度高、再結(jié)晶速度慢的高合金鋼，尤為明顯。 然而，變形速度大，有時(shí)由于溫度效應(yīng)顯著，使金屬溫度升高，從而提高塑性，降低真實(shí)應(yīng)力。這種現(xiàn)象在冷變形條件下比熱變形時(shí)顯著，因冷變形時(shí)溫度效應(yīng)強(qiáng)。但是某些材料(例如萊氏體高合金鋼)，會(huì)因變形速度大引起升溫，進(jìn)入高溫脆區(qū)，反而使塑性降低。 此外，變形速度還可能通過改變摩擦系數(shù)，而對金屬的塑性和變形抗力產(chǎn)生一定的 影響。 所以，隨著變形速度的增大，既有使塑性降低和真實(shí)應(yīng)力提高的可能，有時(shí)也有使塑性提高和真實(shí)應(yīng)力降低的可能；而且對于不同的金屬和合金，在不同的變形溫度下，變形速度的影響也不相同。下面，對變形速度的影響，從一般情況出發(fā)，加以概括和分析。 圖5.16 不同溫度下變形速度對低碳鋼 圖5.17 在不同溫度范圍內(nèi)變形速度 強(qiáng)度極限的影響 對真實(shí)應(yīng)力提高率的影響 1隨變形速度的增大，金屬和合金的真實(shí)應(yīng)力(或強(qiáng)度極限)提高。但提高的程度，與變形溫度有密切關(guān)系。冷變形時(shí)，變形速度的增大僅使真實(shí)應(yīng)力有所增加或基本不變，而在熱變形時(shí)，變形速度的增加會(huì)引起真實(shí)應(yīng)力的明顯增大。圖5.16表示在不同溫度下，變形速度對低碳鋼強(qiáng)度極限的影響。例如，從10-2秒-1增大到10秒-1，600時(shí)增加一倍，1000時(shí)卻增加近3倍。又根據(jù)古布金的實(shí)驗(yàn)(圖5.17)，變形速度對真實(shí)應(yīng)力的最大影響，則是在不完全的熱變形區(qū)與熱變形區(qū)的過渡溫度區(qū)間內(nèi)。自然，金屬和合金的種類不同，圖5.16內(nèi)曲線峰值的位置可能會(huì)有差別。 鑒于變形速度對材料真實(shí)應(yīng)力有上述影響，則由實(shí)驗(yàn)室準(zhǔn)靜態(tài)條件下測得之真實(shí)應(yīng)力，必須加以修正。修正辦法是在實(shí)驗(yàn)室測得的真實(shí)應(yīng)力上乘一個(gè)大于1的系數(shù)，稱速度系數(shù)，以w表示。表5.1為古布金推薦的速度系數(shù)。表5.1 速度系數(shù)w值變形速度0.30.50.50.70.71s-11.051.101.101.151.151.301.301.501 s-1至10 s-11.101.221.221.321.321.701.702.2510 s-1至0時(shí)）的應(yīng)力狀態(tài)，或各向等壓（當(dāng)平均應(yīng)力0時(shí)）的應(yīng)力狀態(tài)，它不引起物體的塑性變形，但對金屬的塑性和變形抗力卻有很大的影響。應(yīng)力偏張量則引起塑性變形。因此，我們可以把應(yīng)力球張量作為衡量應(yīng)力狀態(tài)對金屬塑性的影響的尺度。習(xí)慣上把壓縮球張量(0)稱為靜水