材料性能學(xué)石家莊鐵道大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院材料科學(xué)系：付華聯(lián)系電話(huà)Q:1115279899

*2緒論第1章材料的彈性變形第2章材料的塑性變形第3章材料的斷裂與斷裂韌性第4章材料的扭轉(zhuǎn)、彎曲、壓縮性能第5章材料的硬度第6章材料的沖擊韌性及低溫脆性第7章材料的疲勞性能第8章材料的磨損

第9章材料的高溫力學(xué)性能

第10章材料在環(huán)境介質(zhì)作用下的腐蝕

第11章材料的強(qiáng)韌化

*3第12章材料的熱學(xué)性能

第13章材料的磁學(xué)性能

第14章材料的電學(xué)性能

第15章材料的光學(xué)性能

單向靜拉伸:最簡(jiǎn)單、應(yīng)用最廣泛的力學(xué)性能試驗(yàn)方法。應(yīng)力應(yīng)變曲線(xiàn)（低碳鋼）*5應(yīng)力應(yīng)變曲線(xiàn)（低碳鋼）*7*8低碳鋼拉伸應(yīng)力應(yīng)變曲線(xiàn)（動(dòng)畫(huà)低碳鋼）彈性變形階段：

線(xiàn)性彈性變形非線(xiàn)性彈性變形塑性變形階段：

屈服變形均勻塑變不均勻塑變斷裂*10第1章材料的彈性變形

Elasticdeformationofmaterials1.1材料的彈性變形機(jī)理MechanismsofElasticdeformation

1.1.1金屬與陶瓷材料的彈性變形機(jī)理ElasticdeformationMechanismsofMetalsandCeramics

1.1.2高分子材料的彈性變形機(jī)理ElasticdeformationMechanismsofPolymers 1.2彈性變形力學(xué)性能指標(biāo)MechanicalPropertiesofElasticdeformation

1.2.1彈性模量

ElasticModulus

1.2.2比例極限與彈性極限proportionallimit

and

Elasticlimit1.2.3彈性比功

Elasticspecificwork

1.3非理想的彈性變形 Non-idealElasticdeformation

1.3.1滯彈性Anelasticity

1.3.2粘彈性Viscoelasticity

1.3.3偽彈性

Pseudoelasticity

1.3.4包申格效應(yīng) Bauschinger'seffect

1.3.5內(nèi)耗InternalFriction*11§1.1材料的彈性變形機(jī)理彈性變形定義：去除外力，恢復(fù)原形狀的變形。彈性變形：可逆。金屬與陶瓷材料的彈性變形機(jī)理

高分子材料的彈性變形機(jī)理一、非晶態(tài)聚合物的力學(xué)狀態(tài)及其變形機(jī)理二、晶態(tài)聚合物的變形機(jī)理

汽車(chē)板簧——>雙原子模型：解決3個(gè)問(wèn)題?1.1.1金屬與陶瓷的彈性變形機(jī)理？*14雙原子

模型:彈性變形的機(jī)理？可逆位移？胡克定律？最大理論彈性變形量？*15F合是r的函數(shù)平衡位置處r，F(xiàn)合=0引力：正離子與自由電子斥力：離子間

F合=F引+F斥

雙原子模型勢(shì)能谷雙原子模型彈性變形的解釋?zhuān)和饬ψ饔孟?，離子位移，r改變。去除外力后，回到原來(lái)的平衡位置，變形消失

—>可逆性。σ-ε:ε較小（小于1%）：原子（離子）在平衡位置附近產(chǎn)生可逆位移。勢(shì)能谷

胡克定律？F-r：非線(xiàn)性關(guān)系，在平衡位置附近，近似線(xiàn)性關(guān)系。

胡克定律（<1%）。實(shí)際材料的彈性變形量一般小于1%，相當(dāng)于合力曲線(xiàn)的起始階段；實(shí)際材料中存在的各種缺陷\雜質(zhì)造成材料的塑變或

斷裂引起的。最大理論彈性變形量

（抗力）？最大合力Fmax；當(dāng)外力F大于Fmax，離子間永久分離，產(chǎn)生塑變或裂紋；Fmax：最大理論彈性變形抗力，彈性變形量為rm-r0=25%r0。*19小結(jié)：雙原子模型彈性變形的解釋?zhuān)涸樱x子）在平衡位置附近產(chǎn)生可逆位移。胡克定律：近似線(xiàn)性關(guān)系。（<1%）最大理論彈性變形量為25%。實(shí)際材料<1%

----缺陷\雜質(zhì)

----塑變或斷裂。*201.1.2高分子材料的彈性變形機(jī)理高分子結(jié)構(gòu)聚集態(tài)結(jié)構(gòu)：鏈結(jié)構(gòu)：幾千埃以上。大分子鏈的構(gòu)成：大分子鏈的構(gòu)型：大分子鏈的構(gòu)象：全同間同無(wú)規(guī)立構(gòu)。線(xiàn)性支化網(wǎng)狀內(nèi)旋轉(zhuǎn)（柔順性）折疊鏈薄片結(jié)晶伸直鏈片晶。完全結(jié)晶困難。晶態(tài)：非晶態(tài)：

遠(yuǎn)程無(wú)序、近程有序。復(fù)習(xí)：

線(xiàn)性非晶態(tài)高聚物的σ-ε曲線(xiàn)(Ta<Tb<Tc<Td)晶態(tài)高聚物的σ-ε曲線(xiàn)

*22不同溫度下，力學(xué)三態(tài)：玻璃態(tài)；高彈態(tài)；粘流態(tài)。一、非晶態(tài)聚合物的力學(xué)狀態(tài)及其變形機(jī)理線(xiàn)性非晶態(tài)高聚物：

結(jié)構(gòu)上無(wú)交聯(lián)、聚集態(tài)無(wú)結(jié)晶的高分子材料。*23T<Tb：硬玻璃態(tài)。拉伸→→彈性變形ε很小，彈性模量E較大，脆性斷裂→→普彈性變形，符合虎克定律。（一）玻璃態(tài)

(室溫：塑料)Ta<Tb<TgT<Tb：硬玻璃態(tài)。拉伸→→彈性變形ε很小，彈性模量E較大，脆性斷裂→→普彈性變形，符合虎克定律。（一）玻璃態(tài)

(室溫：塑料)*24T<Tb：硬玻璃態(tài)。（一）玻璃態(tài)

(室溫：塑料)分子熱運(yùn)動(dòng)能力低，鏈節(jié)和鏈段熱振動(dòng)，大分子鏈段運(yùn)動(dòng)和整個(gè)分子鏈的運(yùn)動(dòng)處于“凍結(jié)”狀態(tài)。普彈性來(lái)源于鍵長(zhǎng)及鍵角的改變。*25Tb<T<Tg時(shí)→→軟玻璃狀態(tài)。oa′以下→→普彈性變形；鍵角和鍵長(zhǎng)的變化。a′s段→→受迫高彈性變形：300-1000%。*26受迫高彈性變形機(jī)理：外力強(qiáng)迫鏈段運(yùn)動(dòng)，沿受力方向取向。

在外力除去后保留下來(lái)，為“永久變形”，加熱到Tg以上，變形恢復(fù)→→在本質(zhì)上是可逆的。*27sb段→→塑性變形。分子鏈沿外力取向。*28（二）高彈態(tài)大分子已具有足夠的能量，鏈段運(yùn)動(dòng)，

整個(gè)大分子鏈尚不能運(yùn)動(dòng)。形變可達(dá)1000％，稱(chēng)為高彈性。室溫：橡膠（Tg<室溫)*29卷曲的線(xiàn)團(tuán)沿外力取向高分子的熵彈性（entropyelasticity)拉伸和回復(fù)過(guò)程：熵變起作用，內(nèi)能幾乎不變。熵值大熵值小，有序（混亂度）自發(fā)恢復(fù)混亂度？?jī)?nèi)能???*30金屬、陶瓷彈性變形？熵變？？?jī)?nèi)能？？高彈態(tài)：高分子材料與低分子材料區(qū)別的重要標(biāo)志。高聚物的高彈性本質(zhì)上是一種熵彈性。熵彈性：高聚物形變時(shí)克服分子鏈構(gòu)象變化的勢(shì)壘。利用熵彈性：彈性記憶材料（熱收縮膜、管)。金屬、陶瓷普彈性本質(zhì)上是能量的彈性。原子在晶格位置，變形功改變?cè)娱g距。內(nèi)能變化。*32具有高彈性的必要條件：分子鏈應(yīng)有柔性。C-C鍵內(nèi)旋轉(zhuǎn)，引起鏈段運(yùn)動(dòng)。內(nèi)旋轉(zhuǎn)但柔性鏈易引于鏈間滑動(dòng)—>非彈性的粘性流動(dòng)。采用分子鏈間的適當(dāng)交聯(lián)

防止滑動(dòng)，保證高彈性。*33（三）粘流態(tài)：分子具有很高的能量，鏈段和整個(gè)大分子鏈都能運(yùn)動(dòng)。在外力作用下分子間發(fā)生相對(duì)

滑動(dòng)，呈現(xiàn)粘性流動(dòng)。形變不可逆。熔體的強(qiáng)度很低，無(wú)屈服應(yīng)力的流動(dòng)變形。二、晶態(tài)聚合物的變形晶區(qū)：鏈段無(wú)法運(yùn)動(dòng)

——>無(wú)高彈性。

普彈性（鍵長(zhǎng)及鍵角）有高強(qiáng)度和硬度。非晶區(qū)：

有高彈性,鏈段運(yùn)動(dòng)。晶態(tài)聚合物典型應(yīng)力-應(yīng)變曲線(xiàn)室溫不自發(fā)回復(fù)加熱回復(fù)*35小結(jié)：1.1彈性變形的機(jī)理二、高分子材料的彈性變形機(jī)理（一）非晶態(tài)聚合物：普彈性：鍵長(zhǎng)及鍵角改變；受迫高彈性：鏈段沿受力方向取向。高彈性：鏈段運(yùn)動(dòng)，熵彈性粘流態(tài)：鏈段和整個(gè)大分子鏈運(yùn)動(dòng)。（二）晶態(tài)聚合物：普彈性（鍵長(zhǎng)及鍵角），無(wú)高彈性雙原子模型：原子（離子）在平衡位置附近產(chǎn)生可逆位移。能量的彈性一、金屬與陶瓷*361.2彈性變形力學(xué)性能指標(biāo)一、彈性模量（或彈性系數(shù)、彈性模數(shù)）（一）廣義虎克定律（二）彈性模量的意義？（三）影響彈性模量的因素

1.金屬材料彈性模量的特點(diǎn)

2.陶瓷材料彈性模量的特點(diǎn)

3.高分子材料彈性模量的特點(diǎn)二、比例極限、彈性極限三、彈性比功（彈性比能、應(yīng)變比能）*37一、彈性模量（彈性模數(shù)，彈性系數(shù)）（一）廣義虎克定律

力的分解與疊加在彈性范圍內(nèi)，當(dāng)變形較小時(shí)，應(yīng)力和應(yīng)變普遍服從虎克定律。*38一、彈性模量（彈性模數(shù)，彈性系數(shù)）（一）廣義虎克定律

力的分解與疊加原理：作用在彈性體上的合力產(chǎn)生的位移等于各分力產(chǎn)生的位移之和。*39一、彈性模量（彈性模數(shù)，彈性系數(shù)）（一）廣義虎克定律

一個(gè)應(yīng)力分量產(chǎn)生6個(gè)應(yīng)變。*40一、彈性模量（彈性模數(shù)，彈性系數(shù)）（一）廣義虎克定律

Cij：彈性剛度系數(shù)，使晶體產(chǎn)生單位應(yīng)變所需的應(yīng)力。根據(jù)力的疊加原理，有6個(gè)如下關(guān)系式：*41一、彈性模量（彈性模數(shù)，彈性系數(shù)）（一）廣義虎克定律

一個(gè)應(yīng)變分量是由6個(gè)應(yīng)力分量產(chǎn)生的變形疊加而成的。Sij：彈性柔度系數(shù)，單位應(yīng)力下的應(yīng)變量。彈性剛度系數(shù)和彈性柔度系數(shù)皆為材料的彈性系數(shù)。

彈性剛度系數(shù)和彈性柔度系數(shù)各有36個(gè)；Sij=Sji或Cij=Cji，其中i≠j。*4336個(gè)比例系數(shù)中，獨(dú)立：Sii-----6個(gè)，Sij(i≠j)----30/2個(gè)，獨(dú)立彈性系數(shù)：21個(gè)。

晶體對(duì)稱(chēng)性的提高，21個(gè)常數(shù)中有彼此相等或?yàn)?，獨(dú)立的彈性系數(shù)進(jìn)一步減少。晶系三斜單斜正交四方六方立方各向同性體個(gè)數(shù)211396532表1-1不同晶系獨(dú)立彈性系數(shù)的個(gè)數(shù)正交晶系：切應(yīng)力只影響同方向平行平面的切應(yīng)變，

不影響正應(yīng)變。正應(yīng)力只影響正應(yīng)變。a≠b≠cα=β=90°=γ*45正交晶系：

6個(gè)Sii和3個(gè)S12，S13，S23獨(dú)立。有9個(gè)獨(dú)立的彈性系數(shù)。正交晶系：切應(yīng)力只影響同方向平行平面的

切應(yīng)變，正應(yīng)力只影響正應(yīng)變。立方晶系：三個(gè)軸向是等同的：S11=S22=S33，S12=S23=S31，S44=S55=S66。獨(dú)立的彈性系數(shù)僅為3個(gè)，即S11、S12和S44。（Cij也是如此）。

*47晶系三斜單斜正交四方六方立方各向同性體個(gè)數(shù)211396532表1-1不同晶系獨(dú)立彈性系數(shù)的個(gè)數(shù)各向同性的彈性體：S44=2(S11－S12)；立方晶系各向同性彈性體：只有2個(gè)獨(dú)立的彈性柔度系數(shù)S11、S12。*48定義E=1/S11，υ=－S12/S11，G=1/2（S11－S12）；則虎克定律的工程應(yīng)用形式為：；*49在單向拉伸條件下:E為宏觀彈性模量[楊氏模量]；

υ為泊松比；G為切變彈性模量。

，

在單向加載條件下，受拉方向上有伸長(zhǎng)變形，垂直于拉伸方向上有收縮變形。

*50對(duì)于立方晶系，在任一方向上：ι為方向與｛100｝三個(gè)坐標(biāo)軸夾角的余弦。已知獨(dú)立的彈性系數(shù)，可計(jì)算任意方向的彈性系數(shù)。*51例：已知25℃時(shí)MgO的彈性柔度系數(shù)：

S11=4.03×10-12/Pa，S12=-0.94×10-12/Pa，S44=6.47×10-12/Pa，計(jì)算MgO單晶在[100]、[110]、[111]方向上的彈性系數(shù)。解：計(jì)算出MgO單晶中[100]、[110]、[111]各方向與坐標(biāo)軸｛100｝的方向余弦，計(jì)算結(jié)果如表所示。方向E/GPaG/GPa[100]100248.2154.6[110]1/21/20316.4121.9[111]1/31/31/3348.9113.8胡克定律*52*53（二）彈性模量的意義

拉伸時(shí)σ=EεE：彈性模量（楊氏模數(shù)）切變時(shí)τ=GγG：切變模量

（1）表示產(chǎn)生單位彈性應(yīng)變時(shí)的彈性應(yīng)力。

（2）表征材料的彈性變形抗力，即抵抗彈性變形的能力。（3）剛度ES越大，同應(yīng)力下材料的彈性變形越小，是結(jié)構(gòu)材料實(shí)際的重要力學(xué)性能之一。（4）比彈性模量E/ρ：質(zhì)輕而剛度大。*54材料E/GPa材料E/GPa低碳鋼200尖晶石240低合金鋼200-220石英玻璃73奧氏體不銹鋼190-200氧化鎂210銅合金100-130氧化鋯190鋁合金60-75尼龍28鈦合金96-110聚乙烯1.8-4.3金剛石1039聚氯乙烯0.1-2.8碳化硅414皮革0.12-0.4三氧化二鋁380橡膠<0.08燒結(jié)Al2O3（氣孔率5%）366石墨9一些材料的彈性模量*55（三）影響彈性模量的因素溫度加載條件和負(fù)荷持續(xù)時(shí)間內(nèi)因外因鍵合方式和原子結(jié)構(gòu)晶體結(jié)構(gòu)化學(xué)成分微觀組織成分、結(jié)構(gòu)、組織*56E表征離子或分子間鍵合強(qiáng)度大小。（同熔點(diǎn)、硬度一樣）（1）鍵合方式和原子結(jié)構(gòu)1金屬?gòu)椥阅Ａ康奶攸c(diǎn)：共價(jià)鍵：E較高。金屬鍵：50－300Gpa。分子鍵：E較?。?.4-4Gpa）*57原子半徑：原子半徑越大——>E越小金屬的E

呈周期性變化：同一族元素，原子半徑↑→→E↓。過(guò)渡族的E大—>r小,d層電子間結(jié)合力大。同一周期元素，原子序數(shù)↑→→E↑*58（2）晶體結(jié)構(gòu)

單晶：

各向異性。多晶：偽各向同性。表觀為統(tǒng)計(jì)平均值。等軸多晶α-Fe：E=2.1×105Mpa。非晶：各向同性。非晶態(tài)金屬，玻璃等。晶體彈性模量E/MPa＜111>晶向＜100＞晶向α-Fe2.7×1051.25×105MgO3.48×1052.48×105*59（3）化學(xué)成分

純金屬→→合金：E變化較小。固溶體合金：E變化小于5%。兩相合金：與第二相有很大關(guān)系，金屬間化合物E↑大。成分AlAl+（Ni、Si）E（GPa）6594*60（4）微觀組織：金屬材料E是一個(gè)極為穩(wěn)定的力學(xué)性能指標(biāo)，合金化、熱處理、冷熱加工等均難以改變其數(shù)值。碳鋼、鑄鐵和各種合金鋼的彈性模量E≈200GPa，而它們的屈服強(qiáng)度和抗拉強(qiáng)度可以差別很大。鋁合金：高E的第二相粒子可提高E

青銅：時(shí)效后E增大。20%金屬：大多對(duì)組織不敏感。（不改變鍵合強(qiáng)度）冷加工、熱處理對(duì)E的影響小于5%；*61大部分固體，受熱后變軟，E隨溫度升高而降低。(5)溫度金屬：原子熱振動(dòng)加劇，結(jié)合力下降。（6）加載條件和負(fù)荷持續(xù)時(shí)間對(duì)金屬/陶瓷的E幾乎無(wú)影響。他們的變形速度很快（聲速）對(duì)高分子材料E的影響較大。*622.陶瓷彈性模量的特點(diǎn)：（1）彈性模量大：強(qiáng)的離子鍵和共價(jià)鍵，高熔點(diǎn)。(2)陶瓷材料壓縮狀態(tài)E壓一般大于拉伸狀態(tài)的E。與陶瓷材料顯微結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性和不均勻性有關(guān)。熔點(diǎn)與E：由原子間結(jié)合力的大小所決定的。*63（3）陶瓷材料E與組織狀態(tài)密切相關(guān)。對(duì)連續(xù)基體內(nèi)的密閉氣孔，經(jīng)驗(yàn)公式：

E=Eo(1－1.9P+0.9P2)適用于P50氣孔對(duì)彈性模量的影響（氣孔的彈性模量為零）構(gòu)成相的種類(lèi)、粒度、分布、比例及氣孔率有關(guān)。陶瓷的工藝過(guò)程對(duì)陶瓷材料的E有著重大影響。75氧化鋁瓷*64材料E(GPa)材料E(GPa)氧化鋁晶體380燒結(jié)TiC(P=5%)310燒結(jié)氧化鋁（P=5%

）366燒結(jié)MgAl2O4(P=5%)238高鋁瓷（P=5-10%

）366密實(shí)SiC(P=5%)470燒結(jié)氧化鈹（P=5%

）310燒結(jié)穩(wěn)定化ZrO2P=5%

150熱壓BN（P=5%

）83石英玻璃72熱壓B4C（P=5%

）290莫來(lái)石瓷69石墨（P=20%

）9滑石瓷69燒結(jié)MgO（P=5%

）210鎂質(zhì)耐火磚170燒結(jié)MoSi2（P=5%

）407陶瓷材料E*653.高分子材料的彈性模量高聚物的物理與力學(xué)性能與溫度和時(shí)間關(guān)系密切。彈性模量隨溫度的變化彈性模量隨時(shí)間的變化時(shí)溫等效E：0.1~1Gpa*66高應(yīng)變速率：玻璃態(tài)，E值較高；PMMA玻璃態(tài)聚合物在不同拉伸速率下的應(yīng)力-應(yīng)變曲線(xiàn)(溫度一定)低應(yīng)變速率：橡膠態(tài)，E值較低；中應(yīng)變速率：轉(zhuǎn)變區(qū)，粘彈性。*67影響晶態(tài)聚合物σ-ε曲線(xiàn)的因素：溫度（與玻璃態(tài)聚合物相似）應(yīng)變速率（與玻璃態(tài)聚合物相似）結(jié)晶度和球晶尺寸等。*68二、比例極限與彈性極限比例極限σp：

彈性變形按正比關(guān)系變化的最大應(yīng)力。彈性極限σe：彈性變形的最大應(yīng)力。σp，σe難以準(zhǔn)確測(cè)量；σp：規(guī)定非比例伸長(zhǎng)應(yīng)力。

σp0.01,σp0.05：0.01%,0.05%微量塑性伸長(zhǎng)。σe：不允許微量塑變、與σs沒(méi)有質(zhì)的區(qū)別，都表示材料對(duì)微量塑性變形的抗力。?測(cè)量?*69σp、σe的工程意義:比例極限σp彈性極限σe：不允許產(chǎn)生微量塑性變形的機(jī)件。應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系嚴(yán)格遵守線(xiàn)性關(guān)系的機(jī)件：如測(cè)力計(jì)彈簧。*70三、彈性比功（能，應(yīng)變比能）ae應(yīng)變比能：彈性變形過(guò)程中吸收變形功的能力

——>減振，儲(chǔ)能元件。應(yīng)變比能ae*71ae↑→σe↑：彈簧ae大(2.217Mpa)E↓鈹青銅ae大(1.44Mpa)，無(wú)鐵磁性。

橡膠

ae大(2.0Mpa)，減震、儲(chǔ)能元件。*73第1章材料的彈性變形1.1材料的彈性變形機(jī)理 1.1.1金屬與陶瓷材料的彈性變形機(jī)理 1.1.2高分子材料的彈性變形機(jī)理 1.2彈性變形力學(xué)性能指標(biāo) 1.2.1彈性模量 1.2.2比例極限與彈性極限 1.2.3彈性比功 1.3非理想的彈性變形 1.3.1滯彈性 1.3.2粘彈性 1.3.3偽彈性 1.3.4包申格效應(yīng) 1.3.5內(nèi)耗*741.3非理想的彈性變形彈性變形：可逆、可恢復(fù)的。根據(jù)應(yīng)力－應(yīng)變的響應(yīng)特點(diǎn)，分2類(lèi)彈性變形：！理想彈性（完全彈性）：瞬時(shí)響應(yīng)，與時(shí)間無(wú)關(guān)；！非理想彈性（彈性不完整性）：應(yīng)變響應(yīng)滯后。與時(shí)間有關(guān)。1.3非理想的彈性變形彈性變形：可逆、可恢復(fù)的。根據(jù)應(yīng)力－應(yīng)變的響應(yīng)特點(diǎn)，分2類(lèi)彈性變形：！理想彈性（完全彈性）：瞬時(shí)響應(yīng)，與時(shí)間無(wú)關(guān)；！非理想彈性（彈性不完整性）：應(yīng)變響應(yīng)滯后。與時(shí)間有關(guān)。理想彈性（完全、平衡彈性）：應(yīng)力與應(yīng)變的關(guān)系是線(xiàn)性的、同相位的；應(yīng)變是應(yīng)力的單值函數(shù)。σ＝Ee非理想彈性（彈性不完整性）：應(yīng)力、應(yīng)變不同時(shí)響應(yīng)。滯彈性、粘彈性,偽彈性、包申格效應(yīng)。

*77一、滯彈性（彈性后效）

快速加載或卸載后，隨時(shí)間延長(zhǎng)產(chǎn)生的附加彈性應(yīng)變。金屬材料與高分子材料明顯存在。與成分、組織、試驗(yàn)條件有關(guān)。

*78金屬：與點(diǎn)缺陷的擴(kuò)散有關(guān)（時(shí)間）；結(jié)構(gòu)、組織愈不均勻，溫度升高、切應(yīng)力高

------彈性后效明顯。Hcp(Mg)晶格對(duì)稱(chēng)性低，后效明顯；↓扭轉(zhuǎn)＞彎曲＞拉伸滯彈性產(chǎn)生原因：*79滯彈性的工程意義：影響儀器儀表、精密機(jī)械的測(cè)量精度。測(cè)力彈簧\薄膜傳感器減少滯彈性的方法：長(zhǎng)時(shí)間退火

鋼---300~450℃；

Cu合金----150~250℃*80二、粘彈性彈性+粘性：所有聚合物、瀝青、水泥混凝土、玻璃、金屬等。緊固零件應(yīng)力松弛打包帶變松、橡皮筋變松動(dòng)態(tài)粘彈性：內(nèi)耗靜態(tài)粘彈性：應(yīng)力松弛和蠕變現(xiàn)象。*81橡膠、軟聚氯乙烯絲：慢慢伸長(zhǎng)；解下砝碼后，慢慢縮回?；炷列熳儯耗z體顆粒的粘性流動(dòng)和滑移。

creep粘彈性變形強(qiáng)烈地與時(shí)間有關(guān)，應(yīng)變落后于應(yīng)力。

金屬：高溫蠕變（動(dòng)畫(huà)）蠕變現(xiàn)象。*82靜態(tài)粘彈性模型：應(yīng)力松弛和蠕變現(xiàn)象。彈簧+粘壺模型彈簧粘杯-阻尼器彈簧：理想彈性變形，服從胡克定律；粘壺：粘性效應(yīng)，理想粘性液體，服從牛頓粘性定律。=E

*83Maxwell--liquid模型(串聯(lián)）：液態(tài)粘彈性物體彈性顆粒+連續(xù)粘性體:水溶物、乳膠

彈性體中的勢(shì)能隨時(shí)間消失于粘性體中。*84

并聯(lián)模型的蠕變現(xiàn)象

Kelvin-Voigt-solid模型(并聯(lián))：固態(tài)粘彈性物體粘性液體填充彈性骨架。一般非勻質(zhì)材料：水泥混凝土。變形隨時(shí)間逐漸增加到最大彈性變形，卸荷后隨時(shí)間逐漸消失。

*85（三）偽彈性：形狀記憶合金SMA由于應(yīng)力誘發(fā)M相變產(chǎn)生大幅彈性變形（可達(dá)60%）AM*86*87Ni-Ti形狀記憶合金牙齒矯正器*89*90*91四、包申格效應(yīng)：Bauschinger

（動(dòng)畫(huà)）德國(guó)工程師JohannBauschinger

*92四、包申格效應(yīng)：Bauschinger

先預(yù)加載塑變1~4%，再同向加載，微量塑變抗力↑。再反向加載，塑變抗力↓。（動(dòng)畫(huà)）*93產(chǎn)生包申格效應(yīng)的原因：

金屬多晶體：具有包申格效應(yīng)，與位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)的阻力變化有關(guān)。（動(dòng)畫(huà)）*94有害：反向加載時(shí)變形抗力降低，易失效。有利：（動(dòng)畫(huà)）薄板反向彎曲成型，輥壓校直，板材交替通過(guò)軋輥，反向應(yīng)力降低；研究疲勞現(xiàn)象，σ-1＜σb。消除包申格效應(yīng)：大量塑變＞4%，變形均勻，林位錯(cuò)均勻分布，位錯(cuò)增殖，難以重分布。再結(jié)晶退火：鋼---400~450℃；銅合金---250~270℃。*95五、內(nèi)耗（動(dòng)態(tài)粘彈性）1．定義（粘）滯彈性，加載、卸載曲線(xiàn)不重合，形成一封閉回線(xiàn)，其面積的大小表示材料所吸收的變形功------內(nèi)耗（循環(huán)韌性）。*96彈性比功是可逆的。（儲(chǔ)存〓釋放）內(nèi)耗是不可逆的。*972．產(chǎn)生內(nèi)耗的原因：⑴溶質(zhì)原子應(yīng)力感生有序化引起的內(nèi)耗在外力作用下，溶質(zhì)擇優(yōu)分布，降低畸變能→→應(yīng)力感生有序→→原子擴(kuò)散需一定的弛豫時(shí)間,產(chǎn)生附加應(yīng)變。材料內(nèi)部微觀組織結(jié)構(gòu)（缺陷）和物理性能（磁性）的變化受到阻礙，要消耗能量。*98

⑵位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)引起的內(nèi)耗

A.釘扎位錯(cuò)：沉淀粒子強(qiáng)釘扎，點(diǎn)缺陷弱釘扎（空位、雜質(zhì)）*99B．溶質(zhì)原子與位錯(cuò)交互作用→→Controll氣團(tuán)位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)受阻→→馳豫應(yīng)變→→內(nèi)耗*100⑶晶界內(nèi)耗晶界----非晶結(jié)構(gòu)，滑動(dòng)粘滯性。

⑷磁性改變：鐵磁材料

交變應(yīng)力←←→→磁致伸縮內(nèi)耗是物質(zhì)內(nèi)部微觀結(jié)構(gòu)的“摩擦”（內(nèi)摩擦），消耗了振動(dòng)系統(tǒng)的彈性?xún)?chǔ)能。

*101高分子材料的內(nèi)耗：周期性的動(dòng)載：塑料齒輪、閥門(mén)片、凸輪；交變載荷：橡膠輪胎、傳送皮帶、減震器等。外力改變分子鏈的構(gòu)象?？朔湺伍g內(nèi)摩擦阻力；內(nèi)摩擦阻力越大，滯后現(xiàn)象越嚴(yán)重，內(nèi)耗也越大。*1023．內(nèi)耗的意義材料在交變載荷下吸收不可逆變形功的能力→→消振性（循環(huán)韌性）。高：降噪音、消振性好。石墨鑄鐵、1Cr13→→高的消振性。底座、箱體；葉片。低：靈敏度高、音質(zhì)好。儀表傳感元件、樂(lè)器的彈性元件。*1034．內(nèi)耗的應(yīng)用金屬材料：