最新殘余內(nèi)應(yīng)力殘余內(nèi)應(yīng)力課件PPT.ppt

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1、跳轉(zhuǎn)到第一頁(yè)跳轉(zhuǎn)到第一頁(yè)跳轉(zhuǎn)到第一頁(yè)跳轉(zhuǎn)到第一頁(yè)跳轉(zhuǎn)到第一頁(yè)2、面心立方晶格：晶胞是一個(gè)立方體，金屬原子排列在立方體的六個(gè)面的中心和八個(gè)頂角上。金屬有γ-Fe、Cu、Al、Ni、Au等。晶格常數(shù)晶胞中原子數(shù)目最近原子間距致密度a1/8×8＋1/2×6＝4√2a/20.74跳轉(zhuǎn)到第一頁(yè)單晶體：晶格位向完全一致晶體。晶粒：外形不規(guī)則，晶格位向一致的小晶體。多晶體:許多位向不同，外形不規(guī)則的小晶粒組成晶界：多晶體金屬內(nèi)各晶粒間的交界面。跳轉(zhuǎn)到第一頁(yè)理論上單晶體金屬塑性變形整體滑移：每一個(gè)原子都移動(dòng)。整體滑移所需的理論力遠(yuǎn)大于實(shí)際所需的力。跳轉(zhuǎn)到第一頁(yè)實(shí)際滑移通過(guò)位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)和孿生實(shí)現(xiàn)線缺陷/位

2、錯(cuò)：晶格中某處有一列或若干列原子發(fā)生有規(guī)律的錯(cuò)排現(xiàn)象。位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)機(jī)理：位錯(cuò)的半原子面受到前后兩邊原子的排斥，處于不穩(wěn)定的狀態(tài)，只需加很小的力就能打破力的平衡，位錯(cuò)的半原子面移動(dòng)很小的距離（小于一個(gè)原子間距），達(dá)到虛線位置，使位錯(cuò)前進(jìn)一個(gè)原子間距。在切應(yīng)力作用下，位錯(cuò)繼續(xù)移動(dòng)到晶體表面。大量位錯(cuò)移動(dòng)到晶體表面，就形成宏觀塑性變形。金屬的塑性變形主要是由位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)引起滑移完成。跳轉(zhuǎn)到第一頁(yè)實(shí)際金屬的晶體結(jié)構(gòu)晶格畸變：晶格中原子偏離平衡位置，使晶格發(fā)生扭曲→破壞了原子的平衡狀態(tài)。點(diǎn)缺陷：晶格中存在空位、間隙原子、置換原子等點(diǎn)缺陷的存在，從而引起晶格畸變?！阅茏兓菏菇饘俚碾娮杪试黾?，強(qiáng)度、硬

3、度升高，塑性、韌性下降。跳轉(zhuǎn)到第一頁(yè)線缺陷線缺陷/位錯(cuò)：晶格中某處有一列或若干列原子發(fā)生有規(guī)律的錯(cuò)排現(xiàn)象。常見(jiàn)的有刃型位錯(cuò)和螺型位錯(cuò)金屬的塑性變形主要是由位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)引起滑移形成?！璧K位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)是強(qiáng)化金屬的主要途徑?！鷾p少或增加位錯(cuò)密度都可以提高金屬的強(qiáng)度。跳轉(zhuǎn)到第一頁(yè)面缺陷面缺陷/晶界：多晶體金屬內(nèi)各晶粒間的交界面。晶界/大角晶界：相鄰晶粒位向相差15°以上。亞晶粒：在一個(gè)晶粒內(nèi)部，晶格位向相差很?。?-3°）的小晶。亞晶界/小角晶界：跳轉(zhuǎn)到第一頁(yè)晶界特性1、晶界原子排列紊亂，對(duì)位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)有阻礙作用，是金屬中的強(qiáng)化部位（在常溫下，強(qiáng)度、硬度較高）?！饘俚木ЯＴ郊?xì)，晶界總面積就越（），金

4、屬的強(qiáng)度也越（）2、晶界處的原子處于不穩(wěn)定的狀態(tài)，能量比晶內(nèi)的高(高出叫晶界能）→晶界熔點(diǎn)低、耐蝕性差、原子擴(kuò)散快。→晶界的缺陷比晶內(nèi)多，因而外來(lái)原子易在晶界上偏聚，其濃度高于晶內(nèi)，稱為內(nèi)吸附。→晶界還是固態(tài)相變的優(yōu)先形核部位。跳轉(zhuǎn)到第一頁(yè)多晶體金屬塑性變形分析角度：晶粒位向、晶界、晶粒大小1、晶粒位向：位向不同，使滑移阻力增加，使塑性變形抗力增加。塑性變形不均勻和逐步擴(kuò)展，產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力2、晶界：晶界原子排列紊亂，阻礙位錯(cuò)移動(dòng)3、晶粒大?。毫Ｐ。Ы缍?，不同位向晶粒多，塑性變形抗力大強(qiáng)度（）。晶粒大小影響韌性、塑性：A變形量均勻分散在更多的晶粒內(nèi)，不致集中少數(shù)晶粒，造成變形嚴(yán)重；B晶粒

5、小，晶界多且曲折，不利于裂紋傳播，斷裂前能承受大的塑性變形，吸收較多的功故韌性、塑性（）跳轉(zhuǎn)到第一頁(yè)冷塑性變形后金屬的組織與性能1、位錯(cuò)密度增加，產(chǎn)生加工硬化優(yōu)點(diǎn)：A、強(qiáng)化金屬手段；B、增加構(gòu)件的安全性；C、有利于金屬進(jìn)行均勻變形，是塑性變形成形的重要因素；缺點(diǎn)：進(jìn)一步冷塑性變形困難。2、冷塑性變形引起各項(xiàng)異性：A、組織纖維化B、結(jié)構(gòu)（晶粒）方向性3、產(chǎn)生殘余內(nèi)應(yīng)力跳轉(zhuǎn)到第一頁(yè)殘余內(nèi)應(yīng)力1宏觀殘余內(nèi)應(yīng)力：由于金屬材料各部分變形不均勻而造成的宏觀范圍內(nèi)殘余應(yīng)力。彎曲變形后跳轉(zhuǎn)到第一頁(yè)殘余內(nèi)應(yīng)力2微觀殘余內(nèi)應(yīng)力：多晶體的各晶粒的變形不均勻，而使各晶粒間產(chǎn)生殘余內(nèi)應(yīng)力。跳轉(zhuǎn)到第一頁(yè)殘余內(nèi)應(yīng)

6、力3晶格畸變應(yīng)力：金屬在塑性變形后，增加了位錯(cuò)及空位等晶體缺陷，使晶體中一部分原子其偏離平衡而造成晶格畸變，從而產(chǎn)生的殘余內(nèi)應(yīng)力。需要部分原子范圍內(nèi)（幾百，幾千）來(lái)相互平衡。跳轉(zhuǎn)到第一頁(yè)殘余內(nèi)應(yīng)力殘余內(nèi)應(yīng)力：殘留金屬內(nèi)部用于平衡的內(nèi)部應(yīng)力。類別：1、宏觀殘余內(nèi)應(yīng)力2、微觀殘余內(nèi)應(yīng)力3、晶格畸變應(yīng)力（90%）引起殘余內(nèi)應(yīng)力的原因：塑性變形、溫度急劇變化、結(jié)晶、固態(tài)相變等有害影響：1、降低工件的承載能力2、使工件尺寸和形狀發(fā)生變化3、降低工件的耐蝕性跳轉(zhuǎn)到第一頁(yè)金屬結(jié)晶1、結(jié)晶：液態(tài)金屬凝固成晶體結(jié)構(gòu)的過(guò)程。也是原子由不規(guī)則排列的液態(tài)逐步過(guò)渡到原子規(guī)則排列的晶體的過(guò)程。2、理論/平衡結(jié)晶

7、溫度：理論上凝固點(diǎn)與熔點(diǎn)一致的溫度3、過(guò)冷度：理論結(jié)晶溫度與實(shí)際結(jié)晶溫度之差。T0-T1=△T*冷卻速度越快，實(shí)際結(jié)晶溫度越低，過(guò)冷度越大。結(jié)晶階段跳轉(zhuǎn)到第一頁(yè)結(jié)晶過(guò)程晶核：結(jié)晶的核心質(zhì)點(diǎn)（原子小集團(tuán)）。結(jié)晶過(guò)程：形核及晶核長(zhǎng)大的過(guò)程。晶粒的大小取決于晶核的形成速率和長(zhǎng)大速度。控制過(guò)冷度：過(guò)冷度對(duì)形核率和長(zhǎng)大速度都有影響。跳轉(zhuǎn)到第一頁(yè)鑄錠的形成1、表面細(xì)晶粒層2、柱狀晶區(qū)3、中心等軸區(qū)跳轉(zhuǎn)到第一頁(yè)變形金屬加熱時(shí)組織和性能的變化變形后的金屬，晶格畸變，原子內(nèi)