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)到第一頁跳轉(zhuǎn)到第一頁跳轉(zhuǎn)到第一頁跳轉(zhuǎn)到第一頁跳轉(zhuǎn)到第一頁2、面心立方晶格：晶胞是一個立方體，金屬原子排列在立方體的六個面的中心和八個頂角上。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)到第一頁理論上單晶體金屬塑性變形整體滑移：每一個原子都移動。整體滑移所需的理論力遠大于實際所需的力。跳轉(zhuǎn)到第一頁實際滑移通過位錯運動和孿生實現(xiàn)線缺陷/位

2、錯：晶格中某處有一列或若干列原子發(fā)生有規(guī)律的錯排現(xiàn)象。位錯運動機理：位錯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，位錯的半原子面移動很小的距離（小于一個原子間距），達到虛線位置，使位錯前進一個原子間距。在切應(yīng)力作用下，位錯繼續(xù)移動到晶體表面。大量位錯移動到晶體表面，就形成宏觀塑性變形。金屬的塑性變形主要是由位錯運動引起滑移完成。跳轉(zhuǎn)到第一頁實際金屬的晶體結(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)。點缺陷：晶格中存在空位、間隙原子、置換原子等點缺陷的存在，從而引起晶格畸變?！阅茏兓菏菇饘俚碾娮杪试黾?，強度、硬

3、度升高，塑性、韌性下降。跳轉(zhuǎn)到第一頁線缺陷線缺陷/位錯：晶格中某處有一列或若干列原子發(fā)生有規(guī)律的錯排現(xiàn)象。常見的有刃型位錯和螺型位錯金屬的塑性變形主要是由位錯運動引起滑移形成?！璧K位錯運動是強化金屬的主要途徑?！鷾p少或增加位錯密度都可以提高金屬的強度。跳轉(zhuǎn)到第一頁面缺陷面缺陷/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)到第一頁晶界特性1、晶界原子排列紊亂，對位錯運動有阻礙作用，是金屬中的強化部位（在常溫下，強度、硬度較高）?！饘俚木ЯＴ郊?，晶界總面積就越（），金

4、屬的強度也越（）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）→晶界熔點低、耐蝕性差、原子擴散快。→晶界的缺陷比晶內(nèi)多，因而外來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展，產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力2、晶界：晶界原子排列紊亂，阻礙位錯移動3、晶粒大小：粒小，晶界多，不同位向晶粒多，塑性變形抗力大強度（）。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)到第一頁冷塑性變形后金屬的組織與性能1、位錯密度增加，產(chǎn)生加工硬化優(yōu)點：A、強化金屬手段；B、增加構(gòu)件的安全性；C、有利于金屬進行均勻變形，是塑性變形成形的重要因素；缺點：進一步冷塑性變形困難。2、冷塑性變形引起各項異性：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）來相互平衡。跳轉(zhuǎn)到第一頁殘余內(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)的過程。也是原子由不規(guī)則排列的液態(tài)逐步過渡到原子規(guī)則排列的晶體的過程。2、理論/平衡結(jié)晶

7、溫度：理論上凝固點與熔點一致的溫度3、過冷度：理論結(jié)晶溫度與實際結(jié)晶溫度之差。T0-T1=△T*冷卻速度越快，實際結(jié)晶溫度越低，過冷度越大。結(jié)晶階段跳轉(zhuǎn)到第一頁結(jié)晶過程晶核：結(jié)晶的核心質(zhì)點（原子小集團）。結(jié)晶過程：形核及晶核長大的過程。晶粒的大小取決于晶核的形成速率和長大速度?？刂七^冷度：過冷度對形核率和長大速度都有影響。跳轉(zhuǎn)到第一頁鑄錠的形成1、表面細晶粒層2、柱狀晶區(qū)3、中心等軸區(qū)跳轉(zhuǎn)到第一頁變形金屬加熱時組織和性能的變化變形后的金屬，晶格畸變，原子內(nèi)